电单极化学:单一带电荷物相

通常分子体系符合电中性原理,即体系正负电荷抵销,即使在电化学方法中也还不能做到电荷的长程分离,以研究单纯的离子。带电荷分子的各种物化研究事实上不得不忽略对反离子(counterion)必定存在的各种影响。没有对反离子存在或单一电荷浓度高     

多吡啶配合物在大分子DNA中的功能及其应用前景

近年内,由于手性配合物对不同构象DNA的选择性识别、DNA介导的长程电子转移以及新型钌抗癌药物等重大问题的发现,使过渡金属配合物与DNA的相互作用成为生物无机化学领域上的一个重要的研究课题。这里主要介绍了一些新型多吡啶配体及其配合物的合成及其拆分方法,并介绍了紫外、荧光、核磁、电化学等一些常用的研究配合物和DNA作用机制的实验方法,对这些配合物在DNA中的功能及其应用前景也做了简要介绍。     

高效率单光子量子存储

<正>量子存储是量子信息领域的关键技术之一,在量子通信和量子计算等方向均有重要应用[1].比如,量子中继是实现长程量子通信的重要方案,而量子存储器则是构成量子中继的基本元件之一.经典信息的基本单元是比特,只有0和1两种状态,而量子信息的基本单元是量子比特,可以处于量子叠加态.光子具有传输速度快、与环境耦合     

未来城市体系:概念、机理与创造

人类社会正在全球尺度上进行"星球城市化"[1].1950年世界人口仅有30％居住在城市地区,2018年世界城市化率已达55％,预计到2050年将达68％[2].人类大规模城市化已经催生或激化了气候变化、资源匮乏、社会对立等紧迫问题,对人与城市赖以生存的自然环境带来巨大冲击[3].城市问题影响广泛而深远,联合国《可持续发...     

基因合成的奠基人——哈尔·戈宾德·科拉纳

1953年,沃森和克里克DNA双螺旋模型的提出标志着分子生物学的诞生,而1958年克里克提出中心法则,进一步阐述了DNA发挥信息载体功能的机制.DNA中的遗传信息需要转换为蛋白质中的结构信息才可实现生物学功能,这其中涉及到一个关键问题,即DNA(或RNA)中的碱基序列决定蛋白质中氨基酸序列的秘密,科学家将"碱基顺序决定氨基酸顺序"这一特性称为遗传密码.20世纪60年代,破译遗传密码成为当时分子生物学领域最迫切需要解决的重大问题之一.1961年,美国国立卫生研究院的科学家尼伦伯格(Marshall Warren Nirenberg)首先应用大肠杆菌无细胞体系确定了第一个遗传密码,即UUU编码苯丙氨酸[1].1966年,所有64种遗传密码全部破译成功,世界多位科学家为此做出了卓越贡献,有两位科学家发挥了关键性作用,除尼伦伯格外,另一位就是美国籍印度裔科学家哈尔·戈宾德·科拉纳(Har Gobind Khorana)[2].     

毒理芯片技术及应用

毒理芯片(toxchip)技术是在基因组技术和DNA微阵列技术基础上发展起来的分子生物学技术, 它将使科学家在分子水平评价外界有毒物质的毒性状况. 1999年美国国家环境健康科学研究所(NIEHS)成功开发出了毒理芯片技术[1], 该技术对传统毒理学研究具有革命性意义, 它预示了快速高效地确定环境危险物及环境有毒物质DNA效应的时代已经来临, 将为医学、 环境毒理学及生态毒理学等研究开辟新途径. (ⅰ) 毒理芯片的工作原理. 美国科学家最先将毒理芯片技术用于研究毒理学[1]. 既然克隆的cDNA微阵列可以测定基因表达, 反过来基因表达就可以作为被…     

过渡金属离子调节的氮杂15-冠-5苯乙炔三联吡啶Pt(Ⅱ)络合物的最低激发态

发展高选择性、高灵敏度的分子传感器是化学家们长期而艰巨的任务[1~4]. 主体分子受到外界刺激 (如与客体分子之间的相互作用)所产生的结构和性能的变化, 继而将外界刺激转变为分子信息表达出来, 从而实现对客体分子的识别. 以有机小分子为发色团的主体分子已得到了广泛研究[1,2], 但是利用金属有机络合物丰富的激发态性质选择性地识别客体分子, 特别是过渡金属离子的报道并不多. 虽然各种功能单元(如冠醚、杯芳烃等)都曾被引入金属有机络合物中, 但客体分子的进入能够显著改变溶液颜色的报道却寥寥无几[5~9]. 本文基于d8族多吡啶铂(Ⅱ)络合物特殊的分子构型和电子排布, 设计合成了以氮杂15-冠-5苯乙炔为辅助配体的三联吡啶铂(Ⅱ)络合物11)(图1), 研究了其对过渡金属离子的响应, 发现Cd2+, Zn2+, Hg2+和Pb2+离子的存在能够显著改变络合物1的吸收光谱, 溶液最大吸收波长由548 nm分别蓝移至423 nm (Cd2+), 416 nm (Zn2+), 420 nm (Hg2+), 439 nm (Pb2+), 颜色由紫色变为亮黄色. 实现了最低激发态由LLCT(配体→配体电荷分离)单重态向MLCT(金属→配体电荷分离)单重态的转化.     

电荷转移复合物[MDA][Pd(DMIT)2]2的合成、结构及其电性质研究

有机导电材料由于具有重量轻、易加工、可能的低成本和易于从分子水平上进行裁剪和设计等优越性,近年来得到广泛研究[1].有机电荷转移复合物是有机导电家族中的重要成员[2].要得到所需物理性质的导电复合物体系,关键是控制晶体中分子的排列方式,尤其是分子间具有多维相互作用对实现金属导电性和超导是至关重要的[3,4].Ｍ＿ＤＭＩＴ复合物是一种重要的可望实现多维相互作用的金属复合物[5],其导电通道是通过配体间的π＿轨道及Ｓ原子间轨道的交迭来实现的,而这种交迭的方式又受到对阳离子的强烈影响[6].在对阳离子中引入空间位阻较小的Ｓ原子…     

我国大气本底观测站创新发展的思考和建议

正大气本底监测是指在远离人类活动影响的地方对经过充分混合的、不受局地污染影响的大气成分进行长期定点的观测.由于大气本底监测能在全球或区域尺度上反映出人类活动所造成的大气成分的长期变化,因此对社会经济建设和科学研究等都具有非常重要的作用[1～3].自20世纪50年代开始,国外的一些观测台站进行了二氧化碳、臭氧及大气重金属等主要大气成分的本底观测[4～8].     

电子与N_2~+离子碰撞过程中激发态测量

1 引言电子与离子碰撞物理是原子、分子物理学中最主要的基础学科之一,碰撞过程中所产生的信息非常丰富,引起了广大物理学家们的极大兴趣.正如文献[1]所指出,电子与离子碰撞可引起多种反应:1.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的电离过程:e~- A~(n )→A~(m ) (m-n l)e~-2.电子与单电荷、双电荷、多电荷离子碰撞中的激发态:     

土壤胶荷电体的初步研究

土壤胶体带有的电荷,与土壤的一系列物理化学性质有密切的关系。在考虑电荷对土壤性质的影响时,一方面需要从“数量因素”(电荷的多少)出发,同时也应注意到其“强度因素”(单位面积上的电荷数量)。当然,土壤胶体表面积的大小,还有很多其他的意义。因此,我们对土壤胶体的表面积、电荷数量和电荷密度进行了初步研究。     

计算(预测)毒理学:化学品风险预测与管理工具

<正>化学品污染被联合国环境规划署列为影响人类生存与发展的全球性重大环境问题之一[1].化学品风险防控的一个重要瓶颈是,基于传统实验测试评价化学品环境风险性的速度(2~3年/种),远低于新化学品进入市场的速度(~1000种/年),已导致10万种以上的大量既有化学品未经风险评价而在市场上使用[2].因此,必须发展快速、高效的化学品风险预测与管理技术[3].计算毒理学技术被认为是一种高效、高通量地进行化学品风险预测与管理的技术[3].计算毒理学亦称预     

弹性应变能对Ni_(75)Al_(17)Zn_8合金过渡有序行为影响的微观相场研究

微观相场模型研究了弹性应变能对Ni75Al17Zn8合金过渡有序行为的影响.结果表明:原子图像演化经历了:溶质原子簇聚+L10短程有序→L10长程有序化→L12相形成的过程,在形成L12相之前,先发生了基体到低有序度预析出L10相的一次转变,后发生L10→L12的二次转变行为;弹性应变能增大对L10短程有序化进程影响不大,却明显缩短溶质原子的簇聚时间,加快L10长程有序转变;同时,随弹性应变能增大,有助于二维平面L10相晶体取向的单一性,并增大Al,Zn原子的长程有序度,而温度增加,过渡有序相的有序度减小.     

CrAs超导体的研究和展望

重费米子超导体、铜基高温超导体和铁基高温超导体等新超导体的发现及非常规超导电性的研究一直推动着凝聚态物理学的发展.这类超导体的一个最基本特征是当长程反铁磁序被压制时会出现超导现象,而要破坏长程磁有序,除了掺杂不同元素以引入电荷载流子或者化学压力外,加压也是一种有效的调控手段.本工作在综述第一个Cr基化合物超导体CrAs的结构和基本物理性质基础上,重点介绍了通过加压CrAs的双螺旋磁性被压制,出现超导电性的衍化过程.此外也综述了CrAs的结构、磁性和超导电性等方面的后续研究工作以及其他相关新型超导体.在CrAs体系中,超导临近于双螺旋反铁磁序及出现的量子临界行为等多种实验证据表明CrAs具有非常规超导电性.CrAs超导电性的发现为探索新的非常规超导体打开了一条新路.     

纳米尺度金属超分子配合物对DNA的特殊识别与功能调控新进展

配体通过靶向特殊基因,进而调节该基因所参与的生物学功能一直是生物无机化学领域十分活跃的研究课题.当前,金属配合物对DNA的结构识别以及功能调控引起了人们的高度重视,越来越多的研究表明,金属配合物能够有效地识别DNA的二级结构并影响其生物学功能.最近研究发现,一些具有纳米尺度的金属超分子配合物能够特异性识别DNA并表现出特殊的生物学效应.本文总结了纳米尺度金属超分子配合物对不同DNA二级结构的选择性识别及调控等方面的研究进展.     

“偷师”大自然:仿生海洋防污技术

<正>海洋生物污损指的是海洋中的细菌、藻类、藤壶等在水下表面附着和生长的一种现象[1].生物污损会增加船体阻力、加速表面腐蚀、破坏螺旋桨,导致额外的油耗和过高的维护成本.额外的油耗加剧了CO2、SO2等气体的过量排放,影响各国政府对"碳中和"目标的实现.海洋生物污损还对跨海大桥、钻井平台、养殖网箱、海底管道等多种水下设施具有负面影响[2].据统计,海洋生物污损每年给全球海洋工业造成的损失超过150亿美元[3].传统的防污涂层一般通过释放有毒物质(例如氧化铜、三丁基锡等)杀死污损生物来达到防污效果.     

运动质量解说

文章对"类光子"模型[1]理论做进一步扩展,并尝试应用"类光子"模型解释物理学上的一些物理现象.应用"类光子"模型对运动物体质量积分、时间积分,并最终得到新的质量与速度公式、运动物体新的时间公式、运动物体的能量公式;应用"类光子"模型分析运动电荷的电量变化情况,可得到运动电荷产生的一个运动电势及运动电场强度.运动电势使运动电荷在电场中受到的电场力减小了.     

黑碳光化学老化的新机制

正黑碳是大气气溶胶的重要组成成分,在长距离输送过程中会与大气中的环境介质相互作用发生老化,使得自身的化学组成、结构、吸湿性、光学性质等发生显著改变[1,2].黑碳对可见光和红外光具有强烈吸收,近年来的研究发现这些吸收的太阳光还能够引发黑碳自身的光化学反应,促进黑碳的老化,从而影响其环境行为与效应[3],因此大气中黑碳的光化学老化受到高度关注[4].黑碳主要是由生物质燃料和化石燃料的不完全燃烧产     

衰老对猕猴视觉反应潜伏期及反应变异性的影响

在个体老化过程中, 视觉系统会表现出功能性衰退[1]. 与这一衰退相关的神经机制正逐渐被揭示出来. 研究结果表明, 与年轻猴相比, 老年猴视网膜神经节细胞和丘脑外侧膝状体(LGN)并没有显著的结构或功能性改变[1,2]. 但在视觉皮层, 我们发现了细胞功能受到衰老过程影响的证据, 比如老年猴[2,3]和老年猫[4]的初级视皮层(V1)细胞, 都出现了方位、方向选择性的显著降低, 老年猴纹状外皮层(V2)也显示出相似的功能性衰退1). 最近, 我们还报道了老年猴V1和V2区细胞对视觉刺激的反应潜伏期显著延长[5]...................     

低维自旋电子材料的理论设计与调控

自旋电子器件利用电子的自旋进行信息的传递、处理与存储,是未来信息技术的重要载体.低维体系具有显著的量子耦合效应,是研究电荷/自旋相互作用机制、发展纳米自旋电子器件的重要载体.由于缺陷、杂质、界面以及边界效应等提供的冗余自由度,使得长程有序磁性体系的制备、维护和调控远无法达到器件化的基本条件,寻找具有高居里温度、高自旋极化率等特性的低维材料是目前面临的挑战.基于密度泛函理论、热动力学模拟等第一性原理方法的计算结果,应用合适的物理统计模型,可以加深对低维材料结构-机制-性能的认识,为自旋电子学材料的发展提供理论支持,并通过应力和电荷掺杂,对低维材料的磁性进行调控.