柔性电子学中的表界面化学

柔性电子作为新兴的研究热点, 涉及材料、 化学、 物理等多个基础学科的交叉, 以及在生物医用、 可穿戴设备及人工智能等多个领域的应用. 柔性电子设备的制造加工过程中会用到弹性基底、 导电层、 功能层等多种性质各异的材料, 其互相之间的整合受到它们表面性质和界面结合力的限制; 器件的功能、 可靠性、 对环境的敏感性等也受到了器件表界面性质的影响; 因此, 对材料和器件表界面的处理在柔性电子学中具有重要作用. 本文对柔性电子学中常用的表界面化学过程分为3大类进行介绍: 表面电化学过程, 基于特定化合物反应产生的电流制备电化学传感器, 利用电流/电压控制表面负载化合物; 表面修饰, 通过表面改性提高材料的加工性能, 共价修饰分子层或其它材料赋予器件特殊功能性质或保护层; 不同材料之间的界面连接, 通过共价连接或化学反应辅助的物理交联实现不同材料的结合, 提高柔性器件的稳定性, 实现柔性设备的整合. 对各应用进行总结和举例后, 讨论了存在的问题, 并对未来的发展方向及前景进行了展望.     

基于三苯胺的荧光探针设计、合成与应用研究进展

螺旋桨结构的三苯胺荧光团既能作为强的电子供体,又能作为潜在的聚集诱导发光(AIE)骨架.同时,三苯胺衍生物很容易通过简单的反应进行结构修饰,如醛基、氨基、硼酸基、卤素、乙炔基等取代的三苯胺能够发生缩合反应或偶联反应等,进一步功能化.因此,功能性三苯胺类化合物被广泛用于太阳能电池、荧光染料、固态发光材料和荧光探针的分子设...     

Three new ZnII coordination polymers constructed from a semi‐rigid tricarboxylic acid: structural changes caused by flexibility and luminescence sensing for hexavalent chromate anions

Coordination polymers (CPs) with specific structures and functional luminescence have been widely designed as sensors for detecting small molecules and ions. In this study, with or without the help of an N‐donor auxiliary linker, three new Zn^II CPs, namely, three‐dimensional (3D) poly[[pentaaquabis[μ₃‐5‐(4‐carboxybenzyloxy)isophthalato]bis[μ₆‐5‐(4‐carboxylatobenzyloxy)isophthalato]di‐μ₃‐hydroxido‐hexazinc(II)] trihydrate], {[Zn₆(C₁₆H₁₀O₇)₂(C₁₆H₉O₇)₂(OH)₂(H₂O)₅]·3H₂O}_n or {[Zn₆(μ₃‐HL)₂(μ₆‐L)₂(μ₃‐OH)₂(H₂O)₅]·3H₂O}_n, ( I ), one‐dimensional (1D) catena‐poly[[[aqua(1,10‐phenanthroline)zinc(II)]‐μ₂‐5‐(4‐carboxybenzyloxy)isophthalato] dihydrate], {[Zn(C₁₆H₁₀O₇)(C₁₂H₈N₂)(H₂O)]·2H₂O}_n or {[Zn(μ₂‐HL)(phen)(H₂O)]·2H₂O}_n (phen is 1,10‐phenanthroline), ( II ), and 3D poly[diaquatetrakis(4,4′‐bipyridine)bis[μ₆‐5‐(4‐carboxylatobenzyloxy)isophthalato]di‐μ₃‐formato‐di‐μ₃‐hydroxido‐pentazinc(II)], [Zn₅(C₁₆H₉O₇)₂(HCOO)₂(OH)₂(C₁₀H₈N₂)₄(H₂O)₂]_n or [Zn₅(μ₄‐L)₂(bpy)₄(μ₂‐OH)₂(μ₃‐HCOO)₂(H₂O)₂]_n (bpy is 4,4′‐bipyridine), ( III ), have been constructed from the semi‐rigid tricarboxylic acid 5‐(4‐carboxybenzyloxy)isophthalic acid (H₃L) under hydrothermal conditions. CP ( I ) exhibits a twofold interpenetrated 3D+3D→3D skeleton with a 3 , 5 ‐conn topology constructed from triangular trinuclear [Zn₃(COO)₄(μ₃‐OH)] clusters, in which the H₃L ligand adopts three different coordination modes. CP ( II ) exhibits a 1D infinite chain and stacking that gives a 3D structure mediated by hydrogen bonds and weak interactions. CP ( III ) is an interesting 3D 3 , 4 , 8 ‐conn network including linear tetranuclear [Zn₄(μ₂‐OH)₂(HCOO)₂(COO)₂] clusters with a new {4·6²}₂{4·6⁴·8}{4⁶·6¹⁹·8³} topological symbol. The influences of the flexible –CH₂–O– linker of the H₃L ligand and subtle environmental factors, such as solvent, pH value and auxiliary ligands, on the formation of the final structures are also discussed. The solid‐state fluorescence spectra of CPs ( I )–( III ) were recorded at room temperature and all show better fluorescence performances than H₃L. In particular, ( II ) can act as a potential multifunctional fluorescent material for sensing hexavalent chromium ions in aqueous solution with high stability, selectivity and sensitivity. Under ultraviolet light of 365 nm from a UV lamp, a signal response of fluorescence from turning on to off can be observed with the naked eye. It was found that the detection for hexavalent chromium (i.e. Cr₂O₇^2?) by ( II ) has a high selectivity [K_SV = 1.61 × 10⁴M^?1 and limit of detection (LOD) = 0.434 µM] in aqueous solution. Quenching mechanisms were also studied in detail.     

Two new NiII and ZnII metal–organic frameworks of glutarate and 1,4‐bis[(2‐methyl‐1H‐imidazol‐1‐yl)methyl]benzene ligands: syntheses,structures and luminescence sensing properties

Two new metal–organic frameworks (MOFs), namely, three‐dimensional poly[diaquabis{μ₂‐1,4‐bis[(2‐methyl‐1H‐imidazol‐1‐yl)methyl]benzene}bis(μ₂‐glutarato)dinickel(II)] monohydrate], {[Ni₂(C₅H₆O₄)₂(C₁₆H₁₈N₄)₂(H₂O)₂]·H₂O}_n or {[Ni₂(Glu)₂(1,4‐mbix)₂(H₂O)₂]·H₂O}_n, ( I ), and two‐dimensional poly[[{μ₂‐1,4‐bis[(2‐methyl‐1H‐imidazol‐1‐yl)methyl]benzene}(μ₂‐glutarato)zinc(II)] tetrahydrate], {[Zn(C₅H₆O₄)(C₁₆H₁₈N₄)]·4H₂O}_n or {[Zn(Glu)(1,4‐mbix)]·4H₂O}_n ( II ), have been synthesized hydrothermally using glutarate (Glu^2?) mixed with 1,4‐bis[(2‐methyl‐1H‐imidazol‐1‐yl)methyl]benzene (1,4‐mbix), and characterized by single‐crystal X‐ray diffraction, IR and UV–Vis spectroscopy, powder X‐ray diffraction, and thermogravimetric and photoluminescence analyses. Ni^II MOF ( I ) shows a 4‐connected 3D framework with point symbol 6⁶, but is not a typical dia network. Zn^II MOF ( II ) displays a two‐dimensional 4⁴‐ sql network with one‐dimensional water chains penetrating the grids along the c direction. The solid‐state photoluminescence analysis of ( II ) was performed at room temperature and the MOF exhibits highly selective sensing toward Fe³⁺ and Cr₂O₇^2? ions in aqueous solution.     

胞外DNA在生物膜构建中的作用研究进展

生物膜是指细菌为适应外界环境的变化而形成的特殊微生物聚合体,生物膜法是水的生化处理技术的重要分支,在环境工程领域具有重要的位置。本文综述了胞外DNA (extracellular DNA, eDNA)在生物膜形成过程中的作用,首先介绍胞外聚合物(extracellular polymeric substance, EPS)分类以及eDNA在EPS中的分布情况;其次阐述群体感应(quorum sensing, QS)系统调节eDNA在细菌中的释放;为说明eDNA在生物膜形成过程中的机理,本文采用了XDLVO理论揭示eDNA调节细菌的粘附和聚集性能,并探讨了eDNA与蛋白质(proteins, PN)及多聚糖(polysaccharides, PS)的结合行为;最后,对该领域未来的研究方向进行了展望。     

数字梯度敏感方法及其在航空透明件断裂力学中的应用

本文将数字梯度敏感方法用于航空透明件断裂力学问题研究。首先,基于透明材料的弹性-光学效应,建立了透明件应力状态与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系。在平面应力假设下,利用最小二乘拟合建立了I型裂纹尖端应力强度因子与光学偏转角的关系。其次,通过数字梯度敏感方法搭建非接触光学测试平台,开展了带单边裂纹的航空有机玻璃试件三点弯曲实验,应用数字梯度敏感方法提取了I型裂纹尖端应力强度因子。最后,通过选择不同计算子区域和步长大小,分析了数字梯度敏感方法中的子区域和步长选择对计算结果的影响。研究结果表明,数字梯度敏感方法实验所得应力强度因子与经验公式计算所得结果偏差小于10%,通过增加最小二乘拟合项数以及合理的子区域和步长选择可以减小数字梯度敏感方法计算应力强度因子误差。     

中国科大光力学工作进展

中国科学技术大学光力学实验室近年从事实验力学方法在红外成像、金属物理学以及生化传感等交叉领域的研究，为实验力学带来了新的研究内容，也为相关领域的研究开辟出独特的途径。本文拟对该小组近年来取得的研究进展作一个概述：1）提出微梁阵列FPA变形的高灵敏光学检测法，设计制作出相应的FPA，实现了新概念光学读出红外成像，热成像指标处于国际领先；2）提出用动态散斑研究合金材料锯齿形屈服剪切带，建立了溶质原子与位错交互作用的动态应变时效模型，再现出锯齿形加载曲线和带反复传播的轨迹；3）提出用微梁传感研究大分子／蛋白质构象折叠，检测到构象转变过程中分子间力的相互作用信息和折叠动力学过程，为研究大分子折叠机理提供了一种新途径。     

星载太阳紫外光谱监视器的地面辐射定标

星载太阳紫外光谱监视器是一种小型化、高精度紫外-真空紫外光谱辐射计,它有两种工作模式,即探测太阳紫外光谱辐照度的太阳模式和探测大气的太阳后向散射紫外光谱辐亮度的大气模式。对应这两种工作模式分别建立了紫外-真空紫外光谱辐照度和紫外光谱辐亮度定标装置。光谱辐照度标准灯直接辐照仪器的漫反射板进行仪器的光谱辐照度响应度定标,光谱辐照度标准灯辐照标准漫反射板形成朗伯面光源进行仪器的光谱辐亮度响应度定标。误差分析表明:160~250 nm光谱辐照度绝对定标误差为6.5%,250~400 nm为4.3%;250~400 nm光谱辐亮度绝对定标误差为5.9%。星载太阳紫外光谱监视器获得的地外太阳紫外光谱辐照度与大气的太阳后向散射光谱辐亮度数据,同国际上的观测结果相比一致性达±10%。     

基于线阵InGaAs光电二极管阵列的光纤光栅传感解调

采用线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅并结合空分复用和波分复用技术,对光纤光栅传感进行解调.设计了基于线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅的光纤光栅传感解调系统,通过系统测试和性能分析,该解调系统解调带宽42 nm,信噪比30 dB,波长偏移测量精确度±15 pm,功率测量精确度为±0.3 dB.基于线阵InGaAs光电二极管阵列和体相位光栅的光纤光栅解调系统不但尺寸小,功耗低,而且具有较高的解调速度.     

卤键在化学传感和分子识别中的应用

卤键是一种新的分子间非共价作用力,它存在于卤素原子(路易斯酸)和具有孤电子对的原子或π-电子体系(路易斯碱)之间,在超分子化学、材料科学、生物识别和药物设计等领域已经显示出独特的优势。本文主要从卤键的特征和在化学传感和分子识别中的应用以及发展前景等几方面进行了介绍,期望引起人们对卤键的更多关注。