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文献检索:
  • 石墨烯的化学气相沉积生长与过程工程学研究
  • 石墨烯作为由sp2杂化的碳原子键合而成的二维原子晶体,其独特的能带结构和优良的电学、热学和力学性质一直吸引着人们的广泛关注,并有望在未来的半导体工业中得到实际应用.然而,高质量石墨烯的大规模可控制备仍然存在着诸多挑战性的问题,也是石墨烯工业化应用的瓶颈所在.化学气相沉积(CVD)技术在大面积生长高质量石墨烯方面拥有独特的优势,已成为石墨烯生长领域的主流技术.我们近年来一直致力于发展石墨烯的CVD生长方法,通过对表面催化生长的基元步骤的设计与控制,实现了对石墨烯的结构和层数的有效调控,并形成了CVD生长的过程工程学指导思想.本文从对石墨烯的CVD生长机理的分析入手,系统介绍了我们开展的过程工程学研究,并对该领域的未来发展趋势以及所面临的机遇和挑战进行了简要的展望.
  • 化学基元组学与药物创新
  • 化学基元组学(chemomics)是与化学信息学、生物信息学、合成化学等学科相关的交叉学科.生物系统从内源性小分子(天然砌块)出发,通过酶催化的化学反应序列制造天然产物.生物系统通过化学反应和天然砌块向目标天然产物“砌入”一组原子,这样的一组原子称为化学基元(chemoyl).化学基元组(chemome)是生物组织中所含有的化学基元的全体.化学基元组学研究各种化学基元的结构、组装与演化的基本规律.在生存压力和繁衍需求的驱动下,生物系统已经进化出有效手段来合成天然产物以应付环境的变化,并产生了丰富多彩的生物和化学多样性.近年来,人们意识到药物创新的瓶颈之一是药物筛选资源的日益枯竭.化学基元组学可以解决这个瓶颈问题,它通过揭示生物系统制备化学多样性的规律,发展仿生合成方法制备类天然化合物库(quasi natural product libraries)以供药物筛选.本文综述了化学基元组学的主要研究内容及其在药物创新各领域中的潜在应用.
  • 蛋白质翻译后脂修饰的结构和功能分析:靶向细胞脂信号
  • 蛋白质翻译后脂修饰是指蛋白质在核糖体合成后与疏水脂质分子的共价结合.在已知共价化学修饰中,脂质分子独特的物理化学性质赋予了蛋白质特殊的结构和功能,并极大地影响蛋白质的膜锚定能力、转运和定位途径、信号转导以及蛋白质相互作用等.多样化的脂质结构和结合方式决定了脂修饰蛋白功能的复杂性,这些脂修饰蛋白与其他已知或未知修饰蛋白一起,在细胞多层次交叉调控信号转导通路中互相影响,协同作用,从而实现对生理活动的精细调控.开展蛋白质翻译后脂修饰结构与功能分析是揭示微生物感染、免疫调节、肿瘤发生发展等机制的重要途径,对发现和筛选疾病标志物以及挖掘新型药物靶标具有重要意义.
  • 聚合物纳米球结晶机理的计算机模拟
  • 本文基于位置有序参数(soP)分析了利用图形处理器(GPU)JJ~速的分子动力学程序GMD模拟含有4.5万和36万个CH2联合原子的聚乙烯纳米球的分子动力学结晶过程中结晶度的变化,并使用Avrami方程得到了不同温度下的结晶指数.与一般实验结果相同,该指数咒不为整数.我们提出了二元混合模型,认为纳米线团的结晶行为由两种机理按一定比例组成.当结晶温度升高时,两种尺寸的纳米线团的Avrami指数均升高并接近4,结晶机理趋向三维生长和均相成核.当温度低时,晶核多在接近纳米球的表面生成,Avrami指数趋近于1.我们对体系结晶成核阶段结束时晶核沿纳米球的径向分布进行了分析.结果表明Tn=0.60时晶核的生成位置接近表面,而Tn=0.68时晶核出现一个接近纳米球内部的峰.该结果与二元混合模型的Avrami指数的分析结果相吻合.
  • AaDd型氢键流体的统计理论(V):球形微腔中的相平衡
  • 利用密度泛函理论并结合改进的基本度量理论研究了球形微腔中AaDd型氢键流体的相态结构.首先,根据氢键流体在球腔中的吸附一脱附等温线以及相应的巨势等温线获得不同条件下氢键流体的相图.在此基础上,重点讨论了氢键作用、球腔尺寸以及腔壁与流体之间的相互作用等因素对氢键流体相平衡特征的影响.结果表明,流体层化转变和毛细凝聚的临界温度、临界密度和临界相区域等相态特征与这些因素密切相关.研究结果可为进一步揭示几何约束下氢键流体的相平衡及聚集态结构提供可能的理论线索.
  • 掺杂碳纳米管对五氯酚吸附作用的理论研究
  • 为了寻找检测高毒性、持久性有机污染物五氯酚(PcP)的新型材料,应用密度泛函理论研究了(8,0)和(5,5)单壁碳纳米管(SWCNT)以及相应的Si、B和N掺杂的SWCNT对PCP分子的吸附性能.计算结果表明,(8,0)和(5,5)SWCNT与PCP分子之间为物理吸附;Si原子掺杂(8,0)和(5,5)SWCNT,引起了碳纳米管掺杂部位六元环的畸变,增强了SWCNT的反应活性,掺杂后的SWCNT对PCP分子形成化学吸附,其几何结构和电子性质发生了显著变化;B和N原子掺杂的SWCNT对PCP分子的吸附没有明显增强.Si原子掺杂的SWCNT最有潜力用于检测PCP分子.
  • 丁基乙烯基醚和臭氧反应机理的DFT研究
  • 本文采用BHandHLYP和MPWB1K方法结合6-31+G(d,p)基组,对臭氧与丁基乙烯基醚三种同分异构体(n—Bve、i-Bve和t-Bve)的反应机理进行了研究,优化了反应势能面上各驻点的几何构型,用内禀反应坐标(IRC)计算和频率分析方法对过渡态进行了验证.结果表明,在臭氧与丁基乙烯基醚反应中,随着丁基基团空间位阻的变化,生成OH自由基的几率发生改变.臭氧与丁基乙烯基醚之间具有较高的反应活性,二者反应很容易生成较稳定的环合中间体,且为放热反应.其中臭氧化异丁基乙烯基醚的活化能最高,臭氧化正丁基乙烯基醚的活化能最低,理论计算得到的反应势垒与相应的实验值相吻合.
  • 罗曼紫复合试剂用于中药中汞残留的共振光散射光谱测定
  • 光散射信号在药物颗粒分析检测中具有广泛应用.本文将其应用于中药中汞残留量测定.研究发现,α-氨基酸与水合茚三酮(Ninhydrin)反应形成的罗曼紫(Ruhemann’s purple,Re)复合试剂在pH5.5醋酸一醋酸钠缓冲溶液中能和汞(Hg2+)形成配合物,溶液由蓝紫色变为粉红色,对应的光散射信号随着Hg2+浓度增大而增强.据此,本文在评价该复合试剂能应用于分析测定的基础上,建立了Hg2+的共振光散射测定法.340nm处光散射增强强度和8.0×10^-7-6.0×10^-5mol/L的Hg2+呈良好的线性关系,方法检出限(3σ)为6.2×10^-8mol/L.用于养血安神片、云南白药粉末和逍遥丸三种中药制剂中残留汞的加标回收测定,回收率在95.7%-106.5%范围内,相对标准偏差小于3.94%.
  • 污泥焚烧过程中Cd的迁移与转化特征
  • 在一维固定燃烧炉上进行了污泥层燃模拟实验,重点研究了不同焚烧温度、停留时间、含水率及不同空气过剩系数条件下Cd的迁移和转化特征,并利用4种固体吸附剂CaO、Al2O3粉煤灰和高岭土对污泥焚烧过程中Cd的排放进行吸附去除.研究结果表明,随着焚烧温度的升高,底渣中Cd有一定的挥发,并且焚烧底渣中Cd的可氧化态和易还原态会向残渣态转化,有利于降低焚烧底渣中Cd的生物可利用性.随着焚烧时间的延长,对焚烧过程中Cd的挥发影响不大,但可使焚烧底渣中Cd的易还原态和可氧化态向残渣态转化.焚烧过程中含水率对重金属Cd的残留率影响较大,当含水率达超过75%后,底渣中Cd残留率会明显降低,并且随着含水率的增加,底渣中Cd的可氧化态会向易还原态转化,而残渣态的比例变化不大.空气过剩系数五在1~1.5之间时,焚烧底渣中Cd的含量、残留率及Cd可氧化态所占的比例变化不大,当五从1.5升至2时,底渣中Cd的含量及残留率大幅度降低,并且底渣中Cd基本上以残渣态存在.污泥焚烧过程中4种固体吸附剂的加入有利于Cd的残留并固定在焚烧底渣中,并且随着固体吸附剂添加比例的增多,Cd的残留率也逐渐增加,吸附剂粉煤灰和高岭土要优于CaO和Al2O3.
  • 北京地区有机物种人为源排放量及O3生成潜势估算
  • 在华北地区总VOCs排放清单的基础上,通过调研国、内外VOCs主要人为污染源排放源谱,计算了北京市各行业、各区县88个VOCs物种的排放量,发展了北京市2003年和2006年VOCs物种排放清单,并估算了北京地区VOCs排放的O3生成潜势.结果显示:北京市2003年和2006年人为源向大气排放VOCs总量分别为34.6x104t和55.0×10^4t,VOCs排放总OFP值分别为131.9×10^4t和209.5×10^4t;对北京地区O3生成潜势贡献最大的前10个VOCs物种依次为乙烯、间/对-二甲苯、甲苯、1,丁烯、异戊烷、反.2-丁烯、丙烯、顺-2.丁烯、邻.二甲苯和乙炔,这10个物种的累计排放量占VOCs排放总量的60%左右,但对总OFP值的贡献率接近80%;北京城区是VOCs排放的高值区,同时也是O3生成潜势最大的区域;降低交通排放、溶剂挥发及油品挥发排放是降低北京地区VOCs排放、控制O3生成的有效途径.
  • 低碳复合能源系统——中国未来能源的解决方案和发展模式?
  • 中国以煤为主的资源禀赋和能源消费结构,以及持续增长的能源需求和CO2减排压力,是中国能源发展所面临的重大挑战.本文提出了“低碳复合能源系统”的设想和解决方案,将煤等高含碳资源与核能和可再生能源等低碳资源进行耦合,通过其物质流、能源流和信息流的集成,提高系统能效和碳效并实现CO2减排与资源化利用,使其成为中国未来能源发展的战略解决方案.在此基础上,构建了核能。煤基低碳复合能源系统、风能/太阳能一煤(生物质)基低碳复合能源系统,并对其进行初步技术经济评估和详尽地诠释.
  • 《中国科学:化学》投稿须知(2013年1月修订)
  • 《中国科学:化学》(中文版)和Science China Chemistry(英文版)是中国科学院主管、中国科学院和国家自然科学基金委员会共同主办的化学类综合性学术期刊.主要报道化学科学及其交叉领域的基础和应用研究方面的创新性成果,包括化学、化工各分支学科的研究成果以及环境科学、生命科学、材料科学、能源科学、资源保护和综合利用等领域中与化学有关的研究成果,是化学领域的综合性学术期刊.中英文版均为月刊.
  • 石墨烯的化学气相沉积生长与过程工程学研究(邹志宇 戴博雅 刘忠范)
    化学基元组学与药物创新(徐峻[1] 顾琼[1] 刘海波[2] 周家驹[1] 卜宪章[1] 黄志纾[1] 鲁桂[1] 李丁[1] 魏冬青[3] 王领[1] 古练权[1])
    蛋白质翻译后脂修饰的结构和功能分析:靶向细胞脂信号(钟鸿英 杨光富)
    聚合物纳米球结晶机理的计算机模拟(王思邈[1] 陶晓芳[2] 石静[2] 孔滨[1] 余翔[1] 刘文志[2] 聂峰光[2] 李晓霞[2] 杨小震[1])
    AaDd型氢键流体的统计理论(V):球形微腔中的相平衡(顾芳[1] 王海军[1,2,3,4] 付东[5])
    掺杂碳纳米管对五氯酚吸附作用的理论研究(王若曦[1,2] 张冬菊[2] 朱荣秀[2] 刘成卜[2])
    丁基乙烯基醚和臭氧反应机理的DFT研究(杨静[1,2] 刘广瑞[2] 阚玉和[3] 孟祥军[2] 徐文国[1])
    罗曼紫复合试剂用于中药中汞残留的共振光散射光谱测定(杨晓溪 何琳 黄承志)
    污泥焚烧过程中Cd的迁移与转化特征(刘敬勇 孙水裕 陈涛)
    北京地区有机物种人为源排放量及O3生成潜势估算(徐敬[1,2] 马建中[2])
    低碳复合能源系统——中国未来能源的解决方案和发展模式?(唐志永[1] 孙予罕[1,2] 江绵恒[3])
    《中国科学:化学》投稿须知(2013年1月修订)
    《中国科学:化学》封面
      2013年
    • 01

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