化学通报杂志

化学通报杂志2024年第3期

• 非晶固体高分子表面的低温流动特性

  阳禹辉,沈华琦,左彪

  高分子低温加工是材料领域重大挑战。相较于本体分子，位于材料表面高分子链的玻璃化温度降低、黏度减小、塑性增强，为高分子材料低温加工提供了可能途径。本文总结了近年来对非晶固体高分子表面分子运动的研究成果，从表面分子动力学的角度阐述了高分子表面低温流动性的起源及其影响因素，举例介绍了表面低温流动特性在高分子材料低温粘结、自愈合以及加工成型等方面的应用，并对未来研究及前景进行了展望。希望通过本文加深对高分子表面低温流动行为的认识和理解，促进高分子材料加工和成型新方法和新概念的发展。

• 基于透明质酸的刺激响应纳米给药系统的研究进展

  于根浦,许洋,石健,贺佳伟,乔明慧,黄宝慧,支德福

  透明质酸(Hyaluronic acid, HA)是一种天然多糖,具有良好的生物相容性和生物降解性,利用 HA 构建的纳米载体自身就具有肿瘤靶向功能,可以作为抗癌药物载体将药物传递到肿瘤细胞内从而实现精准到达病患处。近年来透明质酸在应用于肿瘤靶向给药系统中的关注越来越多,成为了靶向治疗肿瘤的一大研究热点。基于透明质酸的基本特性和肿瘤靶向的生理学基础,在不同的刺激响应下,透明质酸型纳米给药系统能将药物集中释放于肿瘤的微环境内,更好地杀死肿瘤细胞,同时避免其他正常的组织受到药物损害。本文主要综述了透明质酸型纳米药物输送系统在各种刺激响应下释放药物的最新研究进展。

• 电容去离子脱盐装置构型的研究进展

  周田恬,赖倩,韩春晓,王长彬,李云,李洪祥,宋海欧,张树鹏,杨绍贵

  电容去离子(Capacitive deionization,CDI)技术是一种新型的海水淡化技术,因其具有环境友好、操作简单和能耗低等优势而受到广大研究者的关注。在CDI技术中,电吸附的性能与装置的构型有着密切的联系。本文综述了目前常见的几种CDI装置,包括膜电容去离子(MCDI)、流动电极电容去离子(FCDI)、杂化电极电容去离子(HCDI)、反式电极电容去离子(i-CDI)以及脱盐电池(DB),对这几种装置的发展历程和装置构型进行介绍,最后,对CDI的装置构型在未来的研究发展方向进行了展望,为CDI装置构型在电脱盐领域的研究和应用提供参考。

• 激光/荧光陶瓷成型技术的研究进展

  郑喜贵,王桂录,邵晨阳,李星灿,马跃龙

  激光/荧光陶瓷具有优异的物理化学和发光稳定性能,在激光、照明和显示领域应用广泛。陶瓷成型技术是实现材料结构功能一体化的重要环节,直接决定了陶瓷关联器件的发光品质和服役行为,是当前研究的热点问题。本文综述了激光/荧光陶瓷成型技术的最新研究进展,系统总结了激光/荧光陶瓷成型的原理、成型方法、技术特征和应用范围,着重分析了各类成型技术在陶瓷制备、结构设计及其性能调控方面的影响。最后,讨论了激光/荧光陶瓷面临的结构设计、素坯成型和光热性能调控等问题,并展望了激光/荧光陶瓷成型-结构-功能-器件一体化的发展趋势。

• 木犀草素衍生物研究进展

  冯爽,姜亚玲,刘金海,翟广玉

  木犀草素属于黄酮类化合物,主要以糖苷的形式存在于蔬菜、水果和中草药中。木犀草素属于天然抗氧化剂,具有丰富的生物活性,可调节众多与疾病进展有关的细胞内和细胞外信号通路,具有抗氧化、抗炎、抗糖尿病、抗癌等作用。越来越多的证据表明,摄入木犀草素可能有益于影响糖脂代谢紊乱,特别是胰岛素抵抗、糖尿病和肥胖。木犀草素低溶解度和较低的生物利用度限制了在临床上的应用。然而,木犀草素的低分子质量和易修饰的化学基团,使其具有药物开发的吸引力。因此,研究人员通过各种方法设计合成了木犀草素衍生物,以改善其不利因素,进而发挥预防和治疗疾病的作用。木犀草素衍生物溶解性能好、生物利用度高、活性明显改善、抗癌活性增强,本文综述了木犀草素衍生物的研究进展,为天然产物的研究、开发及利用提供参考。

• 基于组蛋白去乙酰化酶靶点的羟肟酸类化合物及其抗肿瘤活性研究进展

  梁正会,甘春芳,刘钦洲,黄燕敏,展军颜

  组蛋白去乙酰化酶（histone deacetylase, HDACs）是肿瘤治疗的靶点之一，组蛋白去乙酰化酶抑制剂（histone deacetylase inhibitor, HDACi）可通过多种机制发挥抗肿瘤作用，包括抑制肿瘤细胞活力、迁移、侵袭、血管生成、增殖、DNA修复和诱导细胞凋亡。本文对近年来以HDACs为单靶点和多靶点的羟肟酸类衍生物的合成及其抗肿瘤活性进行综述，并对此方面的发展趋势、应用前景进行展望。

• 机器学习筛选用于气体吸附分离和存储的金属有机骨架材料

  赵 晨,曹蓉,夏杰桢,吴琪

  金属有机框架（Metal-organic framework ，MOF）因其高孔隙率、高比表面积和结构可调性，在气体吸附分离领域广泛应用。随着MOF数量激增，传统分子模拟和实验方法验证MOF性能成本高且速度慢，因此目前MOF筛选工作已转向高通量计算辅助的机器学习（Machine-learning，ML）。机器学习作为一种高效的大数据处理方法，能够在高通量筛选（High-Throughput Computational Screening，HTCS）的基础上对数据进行拟合，从而快速而准确地筛选出气体吸附分离材料，并深入挖掘其结构与性能之间的关系。本文回顾了近年机器学习应用于MOF筛选的研究。本文重点讨论了一些运用机器学习从大量结构中筛选出可用于CH4、H2和CO2等气体吸附分离与储存的MOF材料的工作。同时，我们梳理了当前MOF材料筛选工作中的研究思路和进展，并指出了机器学习在筛选MOF材料工作中面临的一些瓶颈和挑战。最后，对该领域的未来发展前景进行了展望。

• 钢铁工业CO2捕集技术分析

  李海英,薛海瑞,刘吉凯,王乔

  针对钢铁工业烟气成分复杂、排放量大且处理难的问题,分析各碳捕集技术特点、发展现状以及未来趋势。目前,吸收法是最成熟、最适合的碳捕集方法,在工业上已出现商业化应用。新型碳捕集技术在碳捕集方面有很大潜力,但大多都处于实验室规模的开发,未来这方面是一项巨大挑战。以膜接触器为代表的复合捕集技术破单一捕集技术瓶颈,已出现应用在燃煤工业上。未来在实际过程中,要根据钢铁各工序烟气特点及浓度差异选择不同的捕集方法并对钢铁工业碳捕集技术进行了展望。

• 苯丙氨酸衍生物手性凝胶的制备及其应用

  张圆,盛扬,张嵘,孙一新

  手性超分子凝胶材料在传感器、人工触角、药物缓释、细胞培养等领域表现出潜在的应用前景。本文合成了一种新型的含偶氮苯官能团的D/L苯丙氨酸手性凝胶因子ALP和ADP,具有对称且完全相反的手性信号。该凝胶因子在多种有机溶剂和水混合溶剂中均可形成稳定的淡黄色凝胶,其中在DMSO和水混合溶剂中表现处最优的成凝胶性能,临界成胶浓度可达2.0mg/mL,表明该手性凝胶因子具有良好的成凝胶性能。并且手性凝胶对热、光、pH等外界环境刺激产生响应,并伴有宏观上的凝胶-溶胶的相互转变。手性凝胶因子自组装形成了不同螺旋纳米纤维结构,并发现L型手性纳米纤维相对于D型手性纳米纤维对细胞具有更好的粘附与增殖效果。

• 两亲性光引发剂草酸4-甲氧基苯硫单酯的合成及性能研究

  贾敬琪,贾伟,孙芳

  以4-甲氧基苯硫酚和草酰氯为原料,合成了一种两亲性光引发剂草酸4-甲氧基苯硫单酯(MO-TEA),并利用紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、电子顺磁共振波谱(ESR)、热重分析仪(TGA)及实时红外光谱(RT-IR)等手段探究了MO-TEA的光吸收性能、光降解机理、水中溶解性、热稳定性以及引发光聚合的能力。结果表明,MO-TEA在300 nm以上波长的摩尔消光系数虽然较低,但在405 nm LED光源照射下,能够发生硫酯键的断裂,生成硫自由基和酰基自由基引发单体聚合。除此之外,MO-TEA具有良好的水溶性和热稳定性,可高效地引发油性单体三丙二醇二丙烯酸酯(TPGDA)与水性单体聚乙二醇400二丙烯酸酯(PEG(400)DA)聚合,最终双键转化率可达80%以上,在LED光聚合领域表现出巨大的应用潜力。

• 铪掺杂对锆钛酸钡钙陶瓷电学性能的调控

  唐志兰,周弘毅,王世超,龚跃球

  用固相反应法制备了B位Hf掺杂的Ba0.95Ca0.05 Zr0.05Ti0.95-xHfx (BCZ0.05T(0.95-x)-xH) (x=0、0.02、0.04、0.06和0.08)陶瓷。研究B位同时含有Hf、Zr、Ti三种元素时,BCZ0.05T(0.95-x)-xH陶瓷的相结构变化与电学性能的差异。XRD测试结果表明：Hf4+融入晶格,造成晶格膨胀。BCZ0.05T(0.95-x)-xH(x=0、0.02)陶瓷的XRD测试结果表明,该体系中存在明显的四方相与正交相共存的多晶型相转变(PPT),但正交相逐渐转变为主晶相；BCZ0.05T(0.95-x)-xH (x=0.04、0.06)陶瓷的XRD结果表明,四方相进一步减少,三方相却逐渐增加；当x继续增大到0.08时,XRD测试发现该体系只存在正交相和三方相结构。SEM测试发现,随着Hf的掺杂量增加,晶粒尺寸逐渐减小。剩余极化随Hf掺杂量的增加先增大再减小,在x为0.02时取得最大值,Hf掺杂显著降低矫顽场(Ec)。压电测试结果表明BCZ0.05T0.96-0.04H陶瓷具有最大压电系数(d33=259 pC/N)。

• 离子型共价有机框架材料的制备及对染料吸附性能的研究

  裴秀,陈洪卓,李亚明,罗刚

  茜素红(Alizarin Red,AR)作为蒽醌类染料中的重要组成,由于其具有优异的特性,在染料和酸碱指示剂等方面被广泛使用。但是AR具有毒性高、结构复杂以及化学需氧量(COD)值大等原因,使其成为了主要污染物之一,去除水体中的茜素红染料污染物已经成为了目前亟待解决的问题。共价有机框架材料作为一种新型的多孔有机材料,由于其具有比表面积大,孔径均一和可设计的独特优势,已经广泛应用吸附和分离等方面。因此,以三醛基间苯三酚和溴化乙锭为构筑单元,通过水热的方法合成一种二维离子型共价有机框架材料(TpEB-COF)。对制备的TpEB-COF进行相关表征,包括X射线衍射仪(XRD),扫描电镜(SEM)和能量色散谱仪(EDS)等。然后将制备的TpEB-COF作为固体吸附剂,将其应用对水中AR的吸附,研究了不同吸附时间和不同pH值对吸附过程的影响。实验结果证明制备的离子型共价有机框架材料具有良好的晶型结构。同时,对实验数据分析表明,离子型共价有机框架材料对于茜素红的吸附符合准二级动力学方程和Langmuir吸附模型,吸附效率为82.8%,最大吸附量为828 mg g-1。本研究不仅为共价有机框架材料的设计和合成奠定坚实的基础,而且拓展了离子型共价有机框架材料的应用范围,促进共价有机框架材料的发展。

• 一种用于检测气态甲醛的新型荧光探针

  莫清林,彭帅,何文斌,侯贤锋,章伟伟,高振忠

  甲醛是一种常见的挥发性有机物（VOC），当其浓度达到一定水平时，会对人体健康产生危害，如刺激眼和鼻黏膜、引起咽喉疼痛、咳嗽和气喘等。长期接触甲醛会对人体造成严重损害。为此，我们设计合成了一种荧光探针TF（4-肼基-1,8-萘基-1,2-苯并咪唑），TF的肼基团可以识别甲醛，并通过与甲醛的羰基部分缩合形成腙的反应实现甲醛的检测。TF显示出较高的灵敏性和选择性。此外，为了直接检测气态的甲醛，我们利用TF制备了荧光试纸，探究其在甲醛定性检测中的应用，同时还探究了一种简易监测装置用于室内甲醛的定量测量。

• 基于纳米银的比色阵列传感器的构建及在蛋白质检测中的应用

  潘泓硕,徐嘉谊,陈信允,姜靓,徐香玉

  蛋白质的快速高效检测和鉴定在医学诊断、不同疾病的治疗和蛋白质组学中具有巨大的前景。目前的检测手段大多存在一些问题，比如操作繁琐，效率低下等。因此开发一个理想的蛋白质检测方法尤为重要。以纳米银(silver nanoparticles, AgNPs) 为传感元件的阵列传感器在蛋白质检测方面具有操作便捷、准确率高、可视化等优点。本实验将合成两种不同颜色和形状的纳米银：黄色球形和蓝色三角形，以此构建一个简单的比色阵列传感器，用于蛋白质的区分检测。该传感器可以准确地识别和区分不同种类的蛋白质，准确率为100%。在成功识别出不同类型的蛋白质的基础上，进一步评估了该阵列传感器应用于区分正常和变性蛋白质的能力，准确率为96.0%。此外，该阵列传感器对于未知样本的识别也具有高的准确率。

• 硫键：从概念形成到实际应用

  蒋志武,袁振东,王菲菲

  早期含硫键物质的合成和硫键结构的发现为硫键概念形成奠定了基础。20世纪90年代以来,对硫族原子亲电性和亲核性的探索使人们对硫键的本质有了深刻的认识,促使了硫键概念的形成。此后,化学家分别于2002年和2010年开发了硫键超分子自组装和阴离子识别功能,并开始重视硫键在固体和溶液中的应用。随着新型分子间作用力关注度提高,硫键会越来越受到人们的重视,其应用也会有更广阔的前景。

• 唐敖庆先生在量子化学研修班上的授课风采———深切缅怀唐敖庆先生仙逝十五周年

  李楠,李前树

  本文在缅怀我国著名科学家、卓越教育家和出色的科教事业领导者唐敖庆院士的丰功伟绩特别是教育和教学方面的杰出贡献基础上，重点追忆了唐先生在1978年10月到1980年1月的全国量子化学研究生、教师和科研人员研修班上讲授量子力学和量子化学课程的风采，以及创造出基础知识和个人状况浑然有别的二百多名学员都感到能听懂唐先生讲课内容并多有收获而没有半途退学者的奇迹，成为国内高校教学的一个经典。进而初步从课程内容处理、教学方法、讲课风格和讲课技巧等方面探索了唐先生授课的风范，以期供我们学习和借鉴。

• 百年前的回望与启示——1923年诺贝尔化学奖得主弗里茨·普雷格尔的科研奇迹

  陈彪,朱玥玮,黄晓雪,王燕,陈羽,王春秀,吴又进

  弗里茨·普雷格尔因创立了有机物质的微量定量分析法而获得1923年诺贝尔化学奖，在获奖百年之际，本文回顾了他的相关研究背景和科研历程，并概述了微量定量分析技术的诞生情况。普雷格尔的成功体现了复合型知识结构的坚实基础、站立巨人肩膀上的继承创新、合作研究协同创新的重要性，其经历也引发了我们对于如何建立新时代理想研究生师生关系的思考。