超越光学显微镜的极限——记2006年度"未来奖"得主施特芬·黑尔

2006年11月23日,德国政府颁发了2006年度的“未来奖”。获奖者是43岁的物理学家、德国马普学会生物物理化学研究所所     

生命诞生早期的物理与化学过程

正在地球生命诞生早期的物理化学过程中,出现了非生命物质一有机小分子一生物大分子一原核细胞的进程,因为这一进程的完成,原始生命才有可能诞生于地球的原始海洋中。随之,才出现了以自然选择为机制、漫长的、至今仍在继续的生命演化。     

纳米碳管的管内物理化学过程

纳米碳管所特有的接近理想一维的中空管内腔可以引发很多宏观表面上不可能发生的物理化学过程, 吸附、填充于其中的反应物可实现纳米尺度内的反应, 因此纳米碳管可视为“纳米试管”. 从纳米碳管的化学性质入手, 对纳米碳管管中化学(纳米碳管中空管中发生的物理化学过程)这一新兴研究领域的起源、研究进展进行了评述, 讨论了纳米碳管中发生的超常吸附、充填、纳米级反应过程, 并对“纳米试管”这种纳米级反应器的特点和可能发生的奇特物化过程进行了展望, 同时还讨论了对纳米碳管中空管结构进行控制的方法.     

超声波化学导论

六十多年以前就有了超高频声波对化学反应所起作用的记载,但只是在近二十年,超声波化学才由于其本身而成为一个重要的研究领域.这一发展是与用于其它目的之超声设备的发展直接联系在一起的.本文说明这一学科当前发展涉及许多课题,也对其前景作出展望.     

功能化二氧化硅纳米材料在肿瘤治疗领域的应用

纳米材料(如脂质体、聚合物胶束、树枝状聚合物)基于其良好的物理化学特性,在药物递送、成像诊断等肿瘤诊疗领域拥有巨大的应用前景.其中,介孔二氧化硅纳米材料(mesoporous silica nanomaterials, MSNs)具有独特的孔径结构、较大的比表面积,并且其粒径大小、形貌结构易于调控,同时结合多种修饰手段,在生物医学领域引起了广泛的关注. MSNs材料功能化修饰后,可作为化学药物、基因、核酸、多肽、蛋白酶等治疗药物载体,在内、外源性刺激触发下,对肿瘤部位进行特异性靶向识别和可控性药物释放,使得肿瘤诊疗一体化成为可能.本文在对MSNs材料独特的物理化学特性进行介绍的基础上,综述了其在现代生物医学中的发展趋势,并展望了其在临床应用中的巨大潜力.     

可调谐发光超分子体系研究取得新进展

配位络合驱动的超分子体系的设计、合成和性质研究是目前配位化学最活跃的研究领域之一,它涉及无机化学、物理化学、有机合成、晶体学等多学科领域;同时又是合成新型功能材料的有效途径.近年来,化学家们利用自组装概念合成了众多的配位络合驱动的超分子体系,并发现了一批具有新奇物理和化学性质的新材料,如分子识别、磁性、催化、发光、非线性光学、气体存储等方面的功能材料.     

学术会议简讯

中国金属学会与中国科学院于1964年11月13—20日在长沙联合举行冶金过程物理化学学术讨论会。出席会议的正式代表共64人。大会收到论文85篇,会上宣读了58篇。会议主要讨论了湿法冶金过程物理化学、卤化冶金物理化学及溶盐物理化学等方面的问题。     

降雨期间岩溶地下水化学组分的来源及运移路径

对降雨期间重庆青木关岩溶地下水系统出口姜家泉的水物理化学动态变化进行监测,获取高分辨率的数据,运用主成分分析法探索岩溶地下水化学组分的来源;结合水物理化学数据的变异系数,探讨化学组分在岩溶含水层中的运移路径.结果表明,水-岩作用和农业活动,以及水土流失是研究区岩溶地下水化学组分的主要来源.K+,Na+,NO3,Cl和PO43等离子从地表输入后,与碳酸盐岩溶解产生的Ca2+,Mg2+,Sr2+和HCO3等一并存储于裂隙、孔隙和溶隙等岩溶非饱和带中,受岩溶非饱和带的调蓄.这些离子在降雨期间随扩散流补给地下河,其浓度较为稳定,变异系数低.而全Fe、全Mn和Al3+等未经岩溶非饱和带的调蓄,在降雨期间随坡面漫流直接通过落水洞灌入地下河,其浓度极不稳定,变异系数高.农业活动和水土流失输入的物质严重威胁着岩溶地下水生态环境和当地居民的健康,因而有必要加强岩溶生态系统管理工作,从控制岩溶地下水外界物质输入端的源头抓起.     

室温离子液体: 一类新型的软介质和功能材料

对室温离子液体作为一种新型的介质在催化、有机合成、电化学、分离分析中的应用以及作为功能材料在摩擦与润滑、敏感材料、储能和光电材料等方面的研究进展作了综述, 并对离子液体研究未来的发展作了展望.     

银型斜发沸石热稳定性研究

银型斜发沸石经加热处理后,其晶体结构、物理化学性质发生了很大的变化。随着热处理温度的升高,沸石由结晶态转变为玻璃态时,中间须经历一个过渡状态——沸石质准玻璃态。沸石质准玻璃具有和结晶态沸石不完全相同的物理化学性质。本文就银型斜发沸石经加热处理后,晶体结构及某些物理化学性质的变化作初步探讨。     

我国反应动力学研究获突破

【本刊讯】中科院大连物理化学研究所的分子反应重点实验室研究员张东辉、杨学明等通过计算得到第一个四原子反应体系的全维微分截面．与实验结果高度吻合．实现了从三原子到四原子体系精确量子动力学的跨越。该成果发表在Science，2011，333：440上。     

飞秒激光改性区选择性化学腐蚀加工光纤微纳结构传感器

光纤微纳结构传感器具有体积小、质量轻、抗电磁干扰和灵敏度高等优点,已成为各领域不可或缺的传感器件.本文简要介绍了飞秒激光改性区选择性化学腐蚀加工光纤微纳结构的方法,并根据传感器工作原理,将所得传感器件分为干涉型、衍射型和复合型3种.重点阐述了各类型器件的结构和性能,并对运用该方法制作的光纤微纳结构进行总结和展望.     

核化学的今貌及展望

核化学是一门建立在核物理及放射化学边界上的科学。它研究的范围包括:元素的核转变规律,新核的生成、核性貭及物理化学行为的鉴定,核技术在化学中的应用等。尽管这门科学至为年轻,从1919年实现第一个人工核反应算起仅有44年历史。但它不仅已在国民经济各部门显示了巨大潜力,而且与核能的利用紧密相关,所以它的发展是十分迅速的。本文仅就这一领域的几个最主要的生长点作一简介及展望。     

石墨烯基金属氧化物纳米复合结构材料的制备及应用于水体中污染物的吸附研究进展

石墨烯及氧化石墨烯材料具有良好的物理化学性质、巨大的比表面积,使其适合成为水处理中的吸附剂用于污染物的去除.石墨烯基金属氧化物纳米材料,兼具石墨烯和金属氧化物纳米粒子的固有特性,金属氧化物纳米粒子的存在不但阻止石墨烯的团聚,石墨烯基材料也进一步防止了纳米粒子的凝聚,两者共存产生协同效应,使复合材料具有更大的比表面积和吸附效能用于污染物的去除.本文综述了用于环境中污染物去除的石墨烯基金属氧化物的种类、不同复合材料的性能以及复合材料对水体中重金属离子、有机污染物的吸附性能等,探讨污染物去除机理,并进一步展望适合于不同种类污染物去除的石墨烯基金属氧化物的结构性能特点.     

构造物理化学的研究进展

构造物理化学是研究地壳物质受构造作用产生的物理和化学变化相互关联的领域. 构造力可以分解为两部分: 一部分是均应力, 指各向相等的应力, 它叠加在原有压力之上, 并且影响着各种化学反应的平衡, 也是成岩、成矿和变质作用的影响因素; 另一部分是差应力, 受外力作用固体中普遍产生差应力, 它引起地壳物质变形, 产生各种构造形迹. 构造物理化学特别关注构造作用产生或引起的压力、温度及其他的物理化学条件, 研究这些构造附加参量对各种化学平衡的影响, 所以逐渐发展成为独立的学科研究领域.     

新极谱学

1922年捷克物理化学家海洛夫斯基发明了极谱学,1925年他又与日本人志方益三合作,发明了极谱仪。六十年来,极谱学已成为电化学的重要组成部分,是研究化学,特别是物理化学和分析化学的一门科学。     

脂肪族化合物的物理化学性能的结构基础

有机物的物理化学性能,都是以其分子的组分及结构为基础的。从结构与性能的关系来说,有机物分子的物理化学性能(p)大体上可以分为三类:即组分     

分析化学中的物理化学分析

对各种分析方法所根据的反应进行精密的物理化学研究,是现代分析化学的基础。然而,关於分析反应的性质,机构以及所生成的化合物在固态及在溶液中的状态的最详尽的资料,是在把Н.С库尔纳科夫及其共同工作者所研究的物理化学分析法应用到金属、盐类、有机和其他体系的研究时得到的。物理化学分析的主要原理,就是测定某一体系的依赖於其组成的某些性质。测定的结果以组成-性质图来表示。在图上可以反映出化学作用的各个方面,而这些化学作用的很多方面是在采用其他研究方法时往往观察不到     

导电高聚物的一些问题

从1977年发现聚乙炔薄膜可以通过所谓“掺杂”的方法使它从绝缘体变成呈现接近于金属导电性的薄膜以来,导电高聚物的研究已经吸引了全世界许多物理学家、物理化学家和有机合成化学家日益增长的兴趣。可是直到目前我们对这些“掺杂”高聚物的结构、电子性质、物理化学性质等的理解还是很零星的、片断的,也可以说是一知半解、捉摸不住的状态。即使避开是否确实存在孤子的问题和这些物质金属导电性的本质问题,仅从物理化学家的角度来看导电高聚物,也有一大堆的问题有待于研究工作去澄清。本文将从我们实验室近年来对聚乙炔(PA)、聚吡咯(PPy)、聚噻吩(PTh)的研究进展来举例说明这些问题。     

降低纳米毒性的途径及其机理研究进展

纳米材料广泛应用在光照疗法、光声成像、癌症的早期诊断、药物转运和组织工程学等领域,通过应用或无意释放的形式进入植物、动物、人体和生态环境,带来了潜在的环境和人类健康风险.在纳米材料广泛应用或释放到环境之前,亟需探索降低其生物毒性的方法和机理.本文通过对纳米颗粒的物理化学属性,包括尺寸、纯度、表面性质(表面电荷、亲疏水性和表面修饰)以及纳米材料与细胞相互作用的环境条件,包括暴露剂量、暴露时间、反应/作用介质等的调整来探讨降低纳米毒性的方法.同时从细胞及亚细胞结构的生理生化损伤、氧化应激、基因、蛋白质和代谢5个方面来阐述纳米颗粒产生毒性及降低其毒性的途径、机理,并对今后降低纳米毒性的相关研究进行展望.