基于肽组装凝胶的超分子模拟酶

模拟酶,或称人工酶,是一类利用有机化学方法合成的比天然酶简单的非蛋白质分子。随着纳米科学和超分子技术的发展,构筑具有生物催化功能的超分子模拟酶材料已经越来越成为科学研究和应用开发领域的热点。肽组装凝胶是以多肽为基本单元,在非共价力驱动下形成的一种新型超分子组装体,相比其他功能性材料,肽凝胶的结构及生物化学性质更接近天然酶,分子本身更利于修饰改造,且生物相容性好,这些特点令其在模拟酶方面具有独特优势。本文总结了近几年肽组装凝胶模拟酶在催化水解反应、Aldol反应和氧化还原反应中的最新研究进展,探讨了肽组装程度、微观结构、超分子结构、活性中心微环境以及pH对模拟酶活性的影响,介绍了肽凝胶模拟酶的应用领域,并对目前肽组装凝胶模拟酶研究中存在的问题与发展方向进行了分析和展望。     

Spatiotemporal propagation dynamics of intense optical pulses in loosely confined gas-filled hollow-core fibers

We numerically study the propagation dynamics of intense optical pulses in gas-filled hollow-core fibers(HCFs). The spatiotemporal dynamics of the pulses show a transition from tightly confined to loosely confined characteristics as the fiber core is increased, which manifests as a deterioration in the spatiotemporal uniformity of the beam. It is found that using the gas pressure gradient does not enhance the beam quality in large-core HCFs, while inducing a positive chirp in the pulse to lower the peak power can improve the beam quality. This indicates that the self-focusing effect in the HCFs is the main driving force for the propagation dynamics. It also suggests that pulses at longer wavelengths are more suitable for HCFs with large cores because of the lower critical power of self-focusing, which is justified by the numerical simulations. These results will benefit the generation of energetic few-cycle pulses in large-core HCFs.     

功能化石墨烯对亚甲基蓝染料吸附的密度泛函理论研究

由于染料在食品,印刷,纺织等行业的广泛应用,水中的染料被广泛发现,染料污染是造成水污染的重要原因之一,因此,对于水中染料进行前处理变得尤为重要.石墨烯和功能化石墨烯的吸附性能可以被应用于水中染料的检测和去除.本研究采用密度泛函理论方法详细探讨了纯石墨烯和功能化石墨烯对亚甲基蓝有机染料污染物的吸附机理.研究结果表明,纯的石墨烯和功能化石墨烯表面对亚甲基蓝染料均有一定程度的吸附,其中环氧原子,羧基和羟基功能化的石墨烯对亚甲基蓝的吸附能力较纯石墨烯吸附能力强,其次是环氧,羧基和羟基三者共同功能化的石墨烯吸附能力最强.研究结果有望为石墨烯材料在有机染料的吸附应用方面提供有意义的理论指导.     

水分对核废料硼硅酸盐玻璃摩擦磨损性能的影响

使用环境可控的摩擦磨损试验机,以不锈钢球作为对摩副,探究了不同水分环境下(干燥、相对湿度RH20%、RH50%、RH70%和液态水) 核废料硼硅酸盐玻璃的磨损规律和机理. 研究发现:硼硅酸盐玻璃基底和不锈钢球的稳态摩擦系数、磨损量和次表面损伤随着环境湿度的增加逐渐减小,而在液态水环境中,玻璃界面的稳态摩擦系数、磨损量以及次表面损伤深度均远小于干燥和潮湿空气. 核废料硼硅酸盐玻璃在干燥环境下的磨损形式以黏着磨损和磨粒磨损为主;在潮湿和液态水环境下,玻璃的磨损行为由水分诱导的摩擦化学磨损主导. 玻璃表面吸附水分子诱导的摩擦化学作用和润滑作用,造成了玻璃在液态水环境中的磨损量和次表面损伤均远小于干燥和潮湿环境下.      

混沌改进粒子群算法及其在储能电站优化调度中的应用

储能电站能够提高风电并网效益,减少弃风具有良好的发展前景。在储能电站调度策略中,粒子群算法具有较好的适应性与便捷性,但存在容易陷入局部最优的缺点。针对这一缺点,本文提出将混沌改进的粒子群算法应用到储能电站的控制之中。由于混沌具有随机性、遍历性、规律性和敏感性的特点,将混沌融入到粒子群运动过程中,可以达到粒子群稳定与混沌不断交替进行变动,从而达到全局寻优的特点。最后通过具体算例将算法改进前后进行对比,验证改进的可行性与算法的实际应用性。     

固-液界面热整流现象的气体运动论分析

本文采用非平衡态分子动力学模拟方法,研究了固-液界面体系中的热整流现象。系统的两端为固体,而流体处于中间夹层,两端固-液界面的势能参数不同。模拟计算结果表明,此系统实现热整流的原因是左右两端固体壁面对流体分子吸附特性的不对称性。基于气体运动论的分析表明,高低温固体壁面所吸附流体分子数、温度协调系数和系统压强在正反向传热过程中均存在一定差异,从而形成了热整流效应;并且两端固-液界面差异性越大,热整流现象越明显。     

不同直径Cr:Al2O3圆柱晶体的制备及其光学性能研究

采用光学浮区法制备了不同Cr³⁺掺杂浓度的Cr∶Al₂O₃晶体,并根据需要制备了不同直径(2 mm至13 mm)的长度大于100 mm的圆柱状Cr∶Al₂O₃晶体。测量了在制备Cr∶Al₂O₃晶体不同阶段所获得的粉末料棒、陶瓷料棒和晶体的密度,分别为0.928、2.230和4.051 g/cm³。XRD图谱显示,Cr∶Al₂O₃晶体为α-Al₂O₃相。透射光谱表明,Cr∶Al₂O₃晶体可见光非特征吸收波段透过率大于80%。吸收光谱和光致激发光谱(监测669 nm光)均显示,Cr∶Al₂O₃晶体在418及559 nm处有较强吸收带,分别对应Cr³⁺从⁴A₂至⁴     

食品中苏丹红1号的GC-MS/SIM快速分析方法研究

采用气相色谱-质谱(GC-MS)选择离子检测法(SIM),提出一种测定食品中苏丹红1号的新方法.色谱柱30 m×0.25 mm PR-SR石英毛细管柱,进样口温度280℃,柱温200℃,10 cC/min升至280℃;柱前压100kPa,载气He;EI离子源,选择m/z 77、115、143、248离子用于SIM检测,并根据这4个抽出离子的峰面积比进行确证.苏丹红1号的线性范围为0.01～10.0 mg/L,相对标准偏差小于6.1%,回收率85%～90%,检出限为0.001 mg/kg,每个样品分析时间为5 mm.本法与欧洲健康与消费者保护委员会发布的方法(HPLC法)相比灵敏度高两个数量级,分析时间缩短,用色谱保留时间、质谱同时定性,消除了食品中杂质的干扰,避免了只用色谱保留时间定性可能产生的假阳性,结果准确可靠,选择性和重复性好,适用于所有食品成品及原料的检验.     

侧链键合锰卟啉的线型聚甲基丙烯酸缩水甘油酯的制备及其谱学性质

采用Adler法合成了Meso-四(对羟基苯基)卟啉(THPP), 在均相体系中使聚甲基丙烯酸缩水甘油酯(PGMA)与THPP发生开环反应, 得到侧链键合有羟基苯基卟啉的线型PGMA(HPP-PGMA); 进一步使HPP-PGMA与锰离子发生配合作用, 得到侧链键合有锰卟啉(MnP)的线型PGMA(MnP-PGMA), 测定了HPP-PGMA的1H NMR谱, 表征了其化学结构; 测定了HPP-PGMA与MnP-PGMA的UV-Vis光谱及荧光发射光谱, 考察了其光物理行为. 实验结果表明, 通过THPP外环上羟基与PGMA侧基环氧键的开环成醚反应, 可以顺利地将羟基苯基卟啉及其锰配合物键合在PGMA的侧链上. HPP-PGMA具有THPP的特征电子吸收光谱与荧光发射光谱, 且随着THPP键合度的增加, 光谱的强度增强. MnP-PGMA具有小分子锰卟啉的特征电子吸收光谱与荧光特征, 其Soret吸收带发生显著红移(红移58 nm), Q吸收带的数量减为3个吸收峰; 实验发现, MnP-PGMA与小分子锰卟啉类似, 在Q发射带没有荧光发射.     

Numerical investigation of the nonlinear spectral broadening aiming at a few-cycle regime for 10 ps level Nd-doped lasers

We present a cascaded nonlinear spectral broadening scheme for Nd-doped lasers, featuring with long pulse duration and high average power. This scheme is based on two multi-pass cells (MPCs) and one multiple-plate supercontinuum generation (MPSG), and the numerical investigation is driven by a home-made Nd-doped fiber laser with 12 ps pulse duration, 50 kHz repetition rate and 100 W average power. The MPC-based first two stages allow us to broaden the pulse spectrum to 4 nm and 43 nm respectively, and subsequently, the MPSG-based third stage allows us to reach 235 nm spectral bandwidth. This broadened spectrum can support a Fourier-transfer-limited pulse duration of 9.8 fs, which is shorter than three optical cycles. To the best of our knowledge, it is the first time to demonstrate the possibility of few-cycle pulses generation based on the 10 ps level Nd-doped lasers. Such few-cycle and high average power laser sources should be attractive and prospective, benefiting from the characteristics of structure compact, low-cost and flexibility.