同系递变规律的某些应用

化学中的同系物XA_nY(X、Y为端基,A_n为重复度为n的主链)的各分子轨道能量及其有关的物理化学性质与重复度n存在一定的依赖关系,这是前人早就注意到的,并曾提出过许多关联公式。然而,精确度和适用范围都有限。1977年蒋明谦教授提出了一个广泛适用的、精确     

酶催化聚合与原子转移自由基聚合相结合的方法合成三嵌段共聚物

固定化酶Novozyme-435催化1, 10-癸二酸/1, 10-癸二醇酶促缩聚得到端基都是羟基的聚酯(PSD), 用a-溴代丙酰溴将聚酯的端羟基官能化形成双官能度引发剂, 在CuCl/bpy体系中, 与苯乙烯进行原子转移自由基聚合反应(ATRP)得到三嵌段共聚物: 聚(苯乙烯)-聚(1,10-癸二酸/1,10-癸二醇酯)-聚(苯乙烯)(PSt-_b-PSD-_b-PSt), 通过核磁共振(NMR)和凝胶渗透色谱(GPC)对其聚合物结构、分子量(分布)进行了表征.     

关于烯类聚合物中构型序列形成过程的判别

在烯类聚合物中,若高分子链上的每个结构单元都有一个不对称碳原子,则上述结构单元就具有l和d两种不同的构型,为了方便起见,在研究高分子链的空间结构时,往往不考虑结构单元的绝对构型,而考虑二个相邻结构单元之间的相对构型,亦即键接的构型。二单元组(下称二元组)ll或dd构成一个全同键接m;ld或dl则构成一个间同键接r。在键接的形成过程中,如果活性链的末端生成一个新的m或r键接的几率仅和该键接的构型有关,而和前面     

周期正交拟小波

由于在数学及数学物理中常常遇到带周期性的问题,如何在周期函数类构造各种合适的正交小波基就是一个十分重要的问题.国际上这方面的研究十分活跃.由于各种应用的需要,作者近年来用各种不同的周期样条空间构造出周期的正交拟小波基以及建立了有关的双尺度方程,系数的分解及重建公式等等.此外,用周期拟小波逼近的误差阶也获得估计.对非周期函数的逼近也作了研究.另外,对反周期的正交拟小波基也作出构造.十分惊奇的是,关于系数的分解与重建公式中,其所包含的项数在周期时及反周期时分别只含两项及三项.令h_m=T/K(m),K(m)=2~mK,T>0,K>0以{Kh_m}_(K∈(?)为节点.属于C~(n-1)(R~1)的周期为T的n次多项样条函数类的全体记为(?)_n(h_m),它在I=[0,T]上的限制记为(?)_n(h_m,I),则(?)_n=lin span{B_v~(n,m)(x),x∈I,v=0,…,K(m)-1},其中(?)_v~(n,m)(x)是由两个B样条函数相加而成,(?)_v~(n,m)(x)的周期为T的在R~1     

聚酮聚肽类天然产物生物合成过程中“多余”结构单元的引入、去除及其生物学意义

来源于动植物或微生物的天然产物,特别是聚酮类(polyketides,PKs)、非核糖体聚肽类(non-ribosomal peptides,NRPs)及其杂合化合物,由于其广泛而良好的生物活性而在现代医药产业中占有重要地位,引起人们极大的研究兴趣.近年来,在PKs,NRPs及其杂合类化合物的生物合成研究中,一些结构单元先被引入,再在后续反应中被去除的现象在某些分子中陆续被发现.这些结构单元包括脂肪酰基、氨基酸残基、非天然氨基酸残基和脂肪酰基-氨基酸等,其引入往往发生在聚酮合成酶或聚肽合成酶的装配线上,而去除发生在线下,并且去除机制差异巨大.更特别的是,这些结构单元看似多余,但实际上起到了非常重要的作用,例如作为生化反应的保护基团、控制后续生化反应指导分子组装、特殊的自身抗性保护机制等等.本文总结了2000年以来报道的这一类分子中额外结构单元的引入以及去除的生化过程,探讨这一过程在生命活动中的重要作用,从这些有限的例子中发现一些规律,为分析其他复杂生化反应和生物体生命活动提供线索,为其他化合物的生物合成途径研究提供参考,并且可以作为基因信息与化合物结构关联的重要桥梁为现代生物信息学分析提供依据.     

含浓度极化层的三相非均匀体系的介电模拟

对于由具有不同电性质(如介电常数和电导率)的相组成的非均匀体系,介电测量以及基于适当的物理模型的介电解析,提供了获得体系内部各组成相和反映体系构造信息的独特的研究方法。实际中的大量例子:如乳状液、细胞悬浊液等球型分散系的介电行为,已被很多研究者在Maxwell-Wagner的界面极化理论基础上成功地解释了。近年来,作者关于平面多相体系的介电理论及解析方法的系列研究,为讨论膜/溶液体系的物理化学过程以及膜的构造和机能提供了新的研究方法。提出的浓度极化层(Concentration polarization layer,CPL)的介电理论给出了CPL的频率域的介电谱。鉴于化学中的大多数实际体系是CPL与其他相构成的非均匀体系,这类体系的介电解析在理论及实际上都是极其重要的。特别是CPL与在荷电膜/溶液界面出现的异常电现象如整流、振荡现象密切相关.本研究对由两种溶液相和夹在这两相中的CPL构成的三相层状体系:溶液(Ⅰ)/CPL/溶液(Ⅱ)进行了模型化,并在浓度极化的介电理论基础上对该体系的介电行为进行了数值模拟,讨论了CPL的两个重要参数:厚度及电导率的变化对整个体系的介电弛豫的影响以及该体系产生介电弛豫的原因。     

基于线性光谱分析的城市旧城改造空间格局遥感研究: 以1997~2000年上海中心城区为例

将光谱分解方法应用于城市景观变化及其生态环境效应的研究, 对于遥感技术与城市地理的结合具有重要意义. 但是, 由于城市地表覆盖景观主要以高度复杂的人工材料构成, 光谱分解的精度不高是制约该研究方向发展的关键因素. 当前国内外将光谱分解应用于城市地理研究主要包括两大方向, 一是通过选择植被端元, 从而求解出像元尺度上的植被盖度; 二是根据人工建筑为代表的高低反照度地物盖度, 将低反照度端元中的水面掩膜去除后与高反照度端元相叠加, 建立与城市不渗透面的定量模型, 从而求解出像元尺度上城市不渗透面盖度. 本文的主要贡献是: (ⅰ) 针对目前线性光谱分解中端元选择的范围过大、在二维空间中选择端元的信息损失较多等问题, 对端元的选择方法做了较大改进. 首先引入像元纯净指数(PPI), 将端元选择范围限定在数量很少的高纯度像元中, 端元选择范围减少了95%左右, 从而提高了选择准确端元的概率. 其次构造了三维特征空间, 比传统方法多考虑一个维度, 并可以与原始影像、高分辨率航空遥感影像以及PPI结果交互比较, 进一步提高选择准确端元的概率. (ⅱ) 通过严格的光谱和实地检验, 从遥感技术与城市地理相结合的角度, 将高低反照度端元与新旧人工建筑表面对应起来, 利用不同时相的端元盖度对比分析城市旧城改造格局的时空演变特征. (ⅲ) 基于上述改进的混合光谱分析方法, 运用1997和2000年的TM和ETM+影像数据, 分析了上海市中心城区旧城改造的格局、规模以及模式. 结果显示, 该阶段是上海市第一轮旧城改造高峰阶段, 数量占到总改造面积的近一半, 重点区域已经从传统CBD扩展到内环沿线附近; 在改造模式上, 除了改造为新建筑外, 同时伴随着植被恢复与建设, 中心城区植被覆盖率也大大提高.     

大分子和凝聚相体系的快速量子化学计算:普适的基于能量的分块方法的发展和应用

大分子和凝聚相体系的量子化学计算是理论化学的挑战之一,为了处理实验研究中越来越复杂的体系,线性标度的量子化学方法发展一直是理论研究的热点.由于简单有效且易于推广,基于能量的分块方法近十几年来得到较快的发展.本文主要介绍本课题组的普适的基于能量的分块量子化学方法的发展和应用,包括大体系的基态能量、结构和性质、局域激发态的计算方法及周期性体系的算法.该方法有望应用于多种类型的大体系(包括团簇、超分子、生物体系、分子晶体和溶液等)的能量、结构、振动光谱、核磁化学位移及电子吸收光谱等性质的计算.     

铁基超导材料制备研究进展

超导现象于1911年首次被发现, 此后科学家们一直都在寻找拥有更高临界温度的超导材料, 研究重点也逐渐从金属系物质转到铜氧化物. 目前, 物理学界对高温超导机制仍未形成一致看法, 研究人员希望在铜氧化物超导材料以外再找到新的高温超导材料, 以期从新的途径来破译高温超导机理. 2008年初, 日本学者发现了临界温度可以达到26 K的新型超导材料—— LaO_1-xF_xFeAs, 这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮. 随后, 科研人员在这一体系中展开了积极的实验和理论研究. 中国科研机构, 特别是中国科学院, 迅速开展了卓有成效的研究工作, 在新一轮的高温超导研究热潮中占据了重要位置. 铁基超导材料的研究正在持续升温, 新的发现层出不穷. 本文按照体系分类, 以时间顺序, 分别对铁基超导材料的四大主要研究体系(“1111”体系、“122”体系、“111”体系和“11”体系)的具体材料制备研究进展进行了分析, 比较全面地介绍了各种铁基超导材料的合成方法及其关键物理参数.     

原子核结构的自然基壳模型

在Woods-Saxon基下,用现实核力CD-Bonn势计算了壳模型的有效相互作用.CD-Bonn势中的硬芯通过能量无关的重整化方法V_(lowk)处理,重整化之后的核力能够让体系表现出更好的微扰性并且能够保证两自由核子的低能散射相移不变.同时,本文使用了扩展的Krenciglowa-Kuo迭代方法计算壳模型的有效相互作用,这种方法能够有效地处理非简并模型空间的多体关联,使得壳模型计算能够在较小的模型空间下给出体系的低激发态信息.分别在谐振子基和Woods-Saxon基矢下构建sd区的有效相互作用,其中在Woods-Saxon基的计算中,连续态的贡献通过多体微扰方法包含在有效相互作用中.通过对氧同位素的低激发态的计算,比较了谐振子和Woods-Saxon单粒子基在原子核壳模型计算中的优劣,并通过对两种单粒子基下核子分布的分析研究了非束缚态对原子核结构的影响.     

激基复合物发光器件中三重激发态之间的湮灭过程

激基复合物中三重态湮灭形成单重态发光是一个相邻四分子间的相互作用过程,通常很难发生.本文通过近些年发展起来的有机磁效应这一灵敏的非接触式研究新方法,在单重态和三重态间的能量差(?EST)较小和给体分子三重态能量较高的激基复合物发光器件中观察到了三重态湮灭这一过程.器件光谱证明激基复合物激发态的形成,结果显示:温度大于100 K时,激基复合物器件的电致发光磁效应(?EL/EL)未呈现出高场下降现象;只有当温度降低到最低(20 K)时,器件才会呈现高场下降现象,且这一趋势,与器件的外加偏压(即注入电流密度)有关;?EL/EL随温度变化的这一趋势进一步证实了这一湮灭过程的存在.基于上述实验结果,初步探讨了在激基复合物发光器件中的三重态激发态间湮灭的形成条件.利用有机磁效应研究激基复合物发光器件中的微观机制对进一步提高器件的发光效率有重要的科学价值和潜在的应用前景.     

GaAs/AlGaAs阶梯量子阱结构量子受限Stark效应的实验研究

半导体量子阱超晶格作为一种新型的人工剪裁结构受到人们的普遍重视.该结构的特点之一就是可以利用在外电场调制作用下光学性质的变化来实现其在光电子学方面的应用,量子受限Stark效应(Quantum confined stark effect,简称QCSE)就是一个例子,它是指在外加垂直电场的作用下,跃迁能级能量的变化,这种能量的变化称为Stark位移.其不仅存在于半导体量子阱的带间跃迁中,同时也存在于子带间跃迁中.在包络函数近似下,利用求解一维Schr(?)dinger方程,研究了GaAs/AlGaAs阶梯量子阱结构中的Stark位移,通过微扰理论计算指出在一定的结构设计下,Stark位移量可以达到方形量子阱结构的两倍.根据理论计算,考虑到生长条件的具体限制,在半绝缘GaAs衬底上外延生长了样品.1μm GaAs缓冲层之上是50 nm的AlAs剥离层,然后是300 nm的Al_(0.3)Ga_(0.7)As层,接下来为50周期的阶梯量子阱结构.每个结构单元由 2 nm的 GaAs,8 nm的Al_(0.15)Ga_(0.85)As和4 nm的Al_(0.3)Ga_(0.7)As构成.在阶梯量子阱结构之后是200 nm的 Al_(0.3)Ga_(0.7)AS和     

2,6-萘二甲酸二甲酯与β-乙基萘形成的激基复合物的光物理过程

过去文献上报道的激基复合物,多数是由电离能比较小的电子给体和电子亲和力比较大的电子受体所组成。但是我们实验室研究了一系列电离能和电子亲合力都比较接近的“给体”和“受体”,它们也能形成激基复合物。因此我们曾经指出激基复合物应分为两类,在电离能和电子亲合力都比较接近的体系中,与生色团相连的侧基的亲电子能力的大小,对激基复     

高分子微/纳米图案化

高分子微/纳米图案在纳米科学和技术中具有特殊的意义. 单个大分子本身就是纳米微粒, 又有多层次的结构和构型、可调控的结构单元和链长、共聚和共混等, 这些都可导致内容丰富的微/纳米图案; 聚合物特有的物理性能不仅可使多种现成的微制造技术更易实现, 也可用来开发新的图案化技术.     

周期脉冲控制R?ssler系统

最近出于利用混沌的目的,控制混沌吸引了广泛的注意.在已提出的各种方法中,一种很简单的方法是用周期扰动控制混沌.对该方法已有的研究大多是针对周期强迫的非自治方程系统,而对自治系统及无方程的情况研究的很少.我们从一维映象出发提出了一种新的利用周期脉冲控制混沌的方法.该方法是对系统变量施加脉冲扰动使一维映象临界点(导数为零)的正向轨道与逆向轨道在合适的点上相连,构成一条新的稳定周期轨道,从而达到控制混沌的目标.在这种机制下可以针对某些具有特定动力学特征的期望轨道预先计算出扰动的参数,同时这种计算不要求知道系统的运动方程.这是其他周期信号控制混沌方法做不到的.     

镁基储氢合金吸放氢机理及组织与性能调控

随着能源危机和环境问题的日益加剧,迫切需要寻求一种高效的可再生能源,而氢能被认为是最具前景的能量载体之一。氢燃料电池是氢能利用的最主要形式,其中车载储氢需要更轻便、紧凑和经济的体系来取代高压气体储氢装置。作为最具潜力的固体储氢体系之一,镁基储氢材料具有诸多优点,但阻碍其实际应用的瓶颈问题同样难以克服。文章通过介绍镁基储氢材料的吸放氢机理,阐述了热力学和动力学性能对其实际应用的制约及成因,归纳了当前的研究方法和进展,包括主要的组织调控和材料改性方法,并对镁基储氢的发展前景进行了展望。     

纤维增强陶瓷基复合材料与金属钎焊研究进展

纤维增强陶瓷基复合材料在高温使役性能方面表现出超越传统陶瓷材料的优异性能，与金属的连接构件在航空航天、核能、化工等高温系统中应用潜力巨大。纤维增强陶瓷基复合材料与金属的连接技术被广泛研究，钎焊是实现二者连接的最佳选择。文章重点论述钎焊纤维增强陶瓷基复合材料与金属所面临的挑战和科学问题，列举C_f/C、C_f/SiC和SiO_2f/SiO₂三种研究最为广泛的纤维增强陶瓷基复合材料与金属的钎焊实例，讨论钎料润湿行为、界面反应调控和接头应力调节的最新研究成果。可靠连接技术的发展，将会推动纤维增强陶瓷基复合材料的研究和应用。     

寂态热力学发展的新趋势

寂态热力学是研究热力学体系所包含的一切运动形式的能量和相应的(火用)传递、转换及相关规律的科学.传统工程热力学一般仅涉及少数几种能量和(火用)形式,并主要集中于能量及(火用)的静态转换规律的研究.能量的开发和利用对理论的发展提出了新的要求,对传统的热力学体系的描述和与之相应的各种定律的表达形式已不能满足理论研究和实际应用的要求.因而必须超越对一般意义下的能量的认识.在理论上对物质的运动变化和相互作用的涵义作进一步探索.从更深、更广的层次上研究能量和(火用)的传递和转换规律.     

RE(NO_3)_3-Ala-H_2O体系35℃溶度图的研究

稀土离子在生物体内有特殊作用,氨基酸是体内蛋白质的结构单元。文献报道La(G1y)_3Cl_3·3H_2o有抗肿瘤作用。因此,研究稀土氨基酸配合物有重要意义。相平衡研究可为新型化合物的制备提供理论依据。稀土氯化物、高氯酸盐-丙氨酸-水三元体系相图已有文献报道。本文用相平衡的方法对RE(NO_3)_3-Ala-H_2O(RE=La,sm,Dy,Y)体系在35℃时及全浓度范围内的溶解度性质进行了系统研究。     

油基水基及部分分散体系水合物堵管机理

多相体系水合物堵管规律作为实现水合物风险控制的关键,一直备受流动安全保障行业的关注.本文结合众多研究者的实验研究及理论分析,总结了部分实验装置及实验方式,概述了油基体系、水基体系及部分分散体系等多相流动体系的水合物堵管规律,并对后续研究的开展提出建议.本文指出不同体系水合物的生长及堵管机理不同,油基体系堵管主要受聚并、壁面黏附及着床等机理的控制;水基体系堵管主要受着床机理控制,堵管趋势最低;部分分散体系堵管主要受膜生长机理控制,堵管趋势最高.建议下一步工作可围绕以下几点展开:油基体系壁面黏附及着床的理论建模,水基体系水合物生长模型的建立,部分分散体系自由水的量化表征以及考虑不同多相流流型对堵管规律的影响.