催化研究的进展

催化现象由来已久,早在古代,我国劳动人民就知道通过发酵从淀粉及糖来制酒.至于近代,几乎大部分的化工产品,在其生产过程中均采用催化加工工艺.在化学工业中,催化剂起着极其重要的作用,以至于有人说:“没有催化剂就不能建立现代化学工业.”催化合成氨、甲醇以及石油炼制各种石油化学产品等许多化工过程,都明显地证明这种事实. 新的催化工艺将导致新的化工过程,举例来说,早     

绿色化学改善衣食住行

绿色化学的发展,在全世界兴起了“绿色产业革命”。这是以绿色资源开发和生态环境保护为基础,以实现经济可持续发展,满足人们对绿色产品消费日益增长的需求为目标的产业大革命。环顾四周,绿色化工产品已经在衣食住行中崭露头角,悄无声息地改变着人类的生活品质……     

我国肥料使用中存在的问题及对策

从我国化肥用量、结构和肥料管理3个角度出发,阐述了化肥生产和使用的基本现状以及存在的问题.必须通过调整肥料养分和产品类型来均衡作物必需的营养元素;通过肥料产业发展规划和政策法规管理来实现肥料可持续发展;应当以提高肥料利用率为核心,实施"以质量替代数量"的发展战略.建议通过技术措施、管理法规和科技创新来建立适合中国国情的绿色肥料保障体系.围绕绿色肥料,提出了科技界在构建绿色肥料保障体系过程中,需要重视和解决的关键科学问题:研究植物矿质营养学说与有机营养学说的融合;深入探究新型肥料作用机理与新产品创制技术,采用新技术革新大宗基础化肥;加强"肥料-土壤-植物"之间养分转化规律科学问题的梳理;探讨有机肥开发新的技术途径;呼吁创立以科学家、农学家、工业专家、企业家、政府主管部门共同主导的"科学的中国肥料体系".     

细胞器不依赖于DNA的复制——中心体自主复制解读

有关细胞成分在严格的条件下复制自身的机制,还有很多谜团.协助成对染色体分离的中心体(以及其他细胞器)可在合适的时间自主复制,并且不需要DNA作为向导.这种独立性还有待一步步揭示.本文通过中心体复制和中心体周期调控方面的大量研究成果,特别是近年来的新进展,从4个方面诠释了这种"独立性":在中心体的"独立"复制和DNA复制-遗传物质稳定控制的上游,具有总揽性的统一基础,因而虽"独立"却不"孤立"或无本;多功能的激酶Plk1等核心调控因子及相关分子复合结构协调了中心体周期和染色体/DNA周期;类似"感应开关"效应的结构形成和转变起止模式,精密地控制了中心体复制及其周期;中心体结构复制及其周期调控在有统一基础的框架内分化、适应,是以多环节、多途径过程产生特异功能体的典型例子.     

植物激素调控研究进展

近年来, 随着大量植物激素合成与信号途径突变体的分离鉴定及其相应基因的克隆, 人们对植物激素的合成、运输、信号转导和降解及其在植物生长中的作用开始有了比较深入的了解. 植物激素研究在激素受体分离鉴定、激素间相互作用以及激素调控植物生长发育的分子机理等方面取得了一系列突破性进展. 全面深入地了解这些调控途径及其分子机制将帮助人们更好地理解激素如何在植物生长发育中发挥作用. 本文综述了植物激素调控领域在这些方面取得的最新研究进展.     

满足健康需求的营养型农业与营养分子育种

微量营养素(维生素和矿物质)缺乏导致的"隐性饥饿",将导致婴儿出生缺陷及发育不良、增加儿童和孕产妇死亡率及免疫系统弱化等诸多疾病,影响一个国家或地区人口素质和经济发展.我国居民人均微量营养素摄入明显不足,近3亿人处于"隐性饥饿"状态.生物强化技术是改善人体微量营养素缺乏的最佳手段和途径.以满足健康需求为导向的营养型农业及其分子育种不仅能够给人们带来更优质、更富有营养的食品,而且还可以提高农作物产品的附加值,促进农业生产能力和综合效益的全面提高,并成为推进农业可持续发展的新动力.     

二氧化碳的原位催化氢化反应

二氧化碳(CO2)的吸收和封存技术是规模化减缓CO2排放的手段之一,但其脱附、压缩、运输和储存过程中,不可避免地消耗能量.同时,CO2作为无毒无害、廉价易得的C1资源,可代替传统羰基化试剂合成高附加值的化工产品.因此,CO2"变废为宝,高值化利用"的研究,特别是将CO2还原为甲酸、甲醇等能源类产品,具有重要科学意义及应用价值.着眼于CO2吸收和资源化利用相结合的策略,将CO2的吸收产物进行原位催化反应,既可绕过脱附、压缩环节;又可消除高压反应的不足、减少设备投入及节能降耗;同时,吸收过程中CO2分子得到活化,有利于后续化学转化反应在低压温和条件下进行.催化氢化反应在多种CO2资源化利用途径中具有重要意义和应用前景,将CO2的吸收产物进行原位催化氢化反应能够成功获得甲酸、甲醇等重要的能源产品.本文概括介绍了CO2的捕集方法及其化学转化为衍生物的路径,总结了CO2氢化反应的催化体系和作用机制,在此基础上,重点讨论了CO2的原位催化氢化反应机理和最新进展.     

制造电子节能灯的工艺研究

文章分析了电子节能灯产品的节能特性,阐述了电子节能灯制造工艺中的主要工艺指标及其元器件的设计开发,着重强调了灯管、电子镇流器及其相互间的匹配性设计、元器件的选择和控制,以及电子节能灯的计算机辅助设计和在线仿真技术。     

制造电子节能灯的工艺研究

文章分析了电子节能灯产品的节能特性,阐述了电子节能灯制造工艺中的主要工艺指标及其元器件的设计开发,着重强调了灯管、电子镇流器及其相互间的匹配性设计、元器件的选择和控制,以及电子节能灯的计算机辅助设计和在线仿真技术.     

高性能聚乙烯产品设计

聚烯烃是国民经济建设和日常生活必不可少的重要基础材料和战略物资.目前,我国聚烯烃行业严重依赖进口,高端聚烯烃产品占进口量的一半以上,行业发展严重受制于人.金属有机催化理论的迅猛发展极大地增强了对聚合物分子结构的调控能力,使人们有可能设计出更多性能优异的聚烯烃新产品.但是,如何实现聚烯烃新产品的工业生产,并使之转化成为商品,是制约聚烯烃产品高性能化的瓶颈,涉及化学工程和高分子科学的深度交叉.本文分别从催化剂结构设计、非均相催化剂结构解析、聚合反应工艺以及产品加工工艺的层面介绍了当前聚乙烯高性能化的重要进展;重点介绍了从活性中心聚合微环境设计出发,通过与催化剂聚合行为的匹配,开发的高性能聚乙烯产品制备新工艺.利用烃类冷凝液的喷射蒸发,在单一流化床反应器中构建温度、浓度差异化的持液颗粒聚合和气相聚合共存的复合流型,打破流化床固有的温度浓度均一性特点,相继开发了超低/极低密度聚乙烯高端产品数万吨,率先生产热收缩膜、拉伸套管膜、双向拉伸聚乙烯膜等高端产品;利用催化剂在惰性组分纳微气泡富集区域的穿梭和碰撞,在生长的聚乙烯颗粒周围营造反应组分的传质开关,使分子链生长和结晶有节奏地交替进行,降低了初生...     

人工分子机器的历史、现状、展望

2016年诺贝尔化学奖授予斯托达特、索瓦日和费林加以表彰其在"人工分子机器的设计与合成"领域的开创性研究.本文围绕分子机器的发展历史,从机器的运动方式入手,简述分子机器的研究进展以及相关化学家的杰出成就.     

能源前沿:从分布式能源到分布式智能网络

<正>"能源"是能量相互转化的物质基础,是人类文明可持续发展的"动力".从火的出现开始,人类一直探寻着能源转化的科学规律,人类文明的进步始终依靠能源技术及其伴随的信息技术的变革.第一次工业革命是能源革命,瓦特发明了蒸汽机的联协运动和自动控制装置,使得蒸汽机成为人类自动把宏观能源物质转化为能源的特征时代;第二次工业革命还是能源革命,德国西门子在法拉第电磁感应原理的驱动下,发明了把微观能源物质转化为能源的技术,这     

生命科学用原子力显微镜之原理与应用

本文在简单介绍原子力显微镜（AFM）成像原理及其特点的基础上，主要从AFM对核酸、蛋白质和细胞微生物的表面特性、内部结构、分子细胞间的相互作用及其动态观察、单分子操纵以及分子识别等方面的应用加以举例介绍。随着科学技术的发展，AFM的不断改进与完善，AFM必将成为生命科学研究的重要手段之一。     

给“泥娃娃”穿上钧瓷衣裳——钧瓷泥塑制作工艺流程简述

正郸城泥塑的制作工艺主要分为四步:揉泥、捏制、晾干、打磨。相比泥塑,钧瓷的生产工序极为复杂,烧制不易。从选料到烧成产品,其间需要经过原材料加工、造型设计、制作、成形、素烧、釉烧、检选等数十道工序。张振福以自己的泥塑技法为基础,汲取钧瓷的传统制法工艺,把钧瓷彩釉制作工艺和泥塑完美结合,为泥塑穿上了华丽的钧瓷衣裳,成功研发出了"钧瓷泥塑"。那么,钧瓷泥塑是如何制成的?且看张振福手捏窑烧下的泥土"变身记"。     

桃木传神韵 匠心缔佳作

<正>为适应市场,围绕着"产品创新"和"产品创意",以李艳军为代表的永乐理天桃木雕刻工艺坊的雕刻从业者们狠下工夫,创造出了一批有文化背景、实用性较强的工艺品,让人们在感慨于这一民间工艺精湛的同时,也折服于技师们工艺之外的"智慧"。桃木在师傅们灵巧的手中,经过打、锯、镂、雕等繁琐的刀法,变成一件件古色古香的精美工艺品。     

蛋白质分子的弹性表面

蛋白质分子表面的疏水性、静电性、表面积和几何形状对于分子的稳定性、分子间的相互识别(疏水性、静电和形状互补)以及预测其三维结构都起着十分重要的作用.自Connol-ly和Richards提出van der Waals表面、分子表面和溶剂可接近表面的概念以来,各种计算和表示分子表面的方法相继问世.这些方法能快速准确地分析和计算分子表面的面积和体积,但所得到的分子表面是不可变形的.我们所提出的这种方法可以得到分子的弹性三角网络表面,也就是说对于分子中原子的局部运动,不需要重新计算分子表面,而只需在已计算得到的分子表面的基础上,根据原子的运动方向局部移动与运动的原子相关的网络点.这种弹性表面对于在计算分子间相互作用时的分子表面有着特别的意义.为了得到一个易于变形的分子包络表面,我们从分布在一个包含整个分子表面的椭球上的三角网络开始,逐步收缩网络直到所有的三角形最佳贴近分子的可接近表面.为此要进行以下几步:     

青蒿素及其衍生物的抗疟构效关系研究和治疗新适应症衍生物的发现

青蒿素及其衍生物蒿甲醚、青蒿琥酯在抗疟领域取得了巨大成功,尤其对脑型疟疾和抗氯喹耐药表现出很好的疗效.本文首先对青蒿素及其衍生物的构效关系进行了回顾,系统分析了采用量子化学计算、三维定量构效关系分析、还原电势检测,以及分子对接等不同手段对于研究青蒿素衍生物结构优化,阐明其潜在作用机制方面的指导作用.除了抗疟作用,青蒿素及其衍生物还具有显著的免疫调节功能.近年来,通过对青蒿素类化合物开展了以免疫调节活性为导向的药物化学与药理学相结合的系统研究,在青蒿素母体结构上引入新的基团,发现了一批具有更强免疫抑制活性以及口服吸收良好的新型青蒿素衍生物.其次,主要介绍这些新型青蒿素类衍生物在治疗自身免疫疾病方面的研究进展.为了充分挖掘青蒿素骨架在药物研发方面的潜力,从20世纪90年代开始有越来越多的研究开始探索青蒿素及其衍生物的抗肿瘤活性.青蒿素本身或其简单的衍生物,如双氢青蒿素、蒿甲醚、蒿乙醚等的抗肿瘤活性较弱.然而,通过采用向青蒿素骨架中引入水溶性片段、杂多环,以及靶向药物片段等策略,可以获得抗肿瘤活性更好,成药性更高,且具有明确分子靶标的新型青蒿素衍生物.最后,对新型抗肿瘤青蒿素衍生物的设计和改造最新进展进行了综述.     

长江口的新态势,上海市的新机遇

2011年1月,中国工程院上海院士中心受上海市水务局的委托,会同华东师范大学组织召开了"长江河口系统监测和综合研究"院士咨询会.鉴于上海市国际经济、金融、贸易、航运"四个中心"建设及其城市可持续发展的实际需要,结合目前长江口形成的新格局和新态势,上海可能面临着新的机遇和挑战.     

化学合成史上首个纯碳环

<正>难以捕获的18碳原子环或让分子级晶体管的制造更近一步。时隔许久,在大多数化学家都放弃了对纯碳环合成尝试的今天,IBM苏黎世研究实验室与牛津大学化学系的合作课题组成功合成了首个由18个碳原子组成的环形分子。他们一开始用碳原子和氧原子合成三角形的分子,然后通过控制电流来制造碳18环,其分子特性的最初研究报告显示,这个被命名为"环碳"的分子具备半导体的特点,这让与其结构类似的     

纯有机室温磷光体系的构筑及应用

磷光发射是分子激发态的特征之一.由于有机分子的三重态具有较长的寿命,允许激子长距离迁移,因此在光伏器件、光催化反应、显示与照明体系、分子传感和生物成像等光电领域具有广泛的应用前景.但由于有机化合物的磷光通常需要苛刻的条件(低温、无氧),这一领域的发展一直比较缓慢.近年来,科学家开始探索各种促进有机分子室温磷光的手段.从分子设计上,引入芳香羰基、重原子效应、氘代等促进三重态的产生;从材料设计上,利用主体分子和客体分子之间的作用,刚性的固相结晶结构,聚合物等来稳定有机分子的三重态,减少非辐射失活途径.很多研究中都是利用多种手段相结合的方法,最终获得长寿命、高量子产率的磷光材料.本文从长寿命磷光材料的构筑手段上进行分类,综述了近5年来室温磷光材料的最新研究进展及应用,并对今后的发展方向进行了展望.