超分子聚合增强的聚合物自组装:制备功能性超分子材料的新方法

正大分子自组装长期以来主要是指共价聚合物的自组装,目前已经制备了各种尺度和维度的超分子材料,并在生物医药、仿生、化学传感等领域展示出了重要的应用前景.近年来随着超分子聚合物的出现,超分子聚合物的自组装研究也逐渐引起了广泛关注~([1～4]).由于超分子聚合物     

三人因改变分子而荣膺2005年诺贝尔化学奖

美、法三位科学家因发展了分子的换位反应，这一过程给塑料、药物和其他材料的生产带来了革命而分享了2005年诺贝尔化学奖。瑞典皇家科学院在颁奖宣言中称：三位科学家的成果是朝着“绿色化学”前进了一大步——通过巧妙的工艺减少了潜在的有害废弃物。     

计算机分子模拟——2013年诺贝尔化学奖简介

计算机分子模拟技术的发展至今已有半个世纪的历史,现被广泛应用于解决各种复杂化学和生物学问题,比如药物设计和材料设计。2013 年诺贝尔化学奖授予给卡普拉斯、莱维特和瓦谢尔三位美国科学家,以表彰他们在“发展多尺度模型研究复杂化学体系”上的贡献。这次授奖表明,对于今天的化学家来说,计算机分子模拟已和试管实验同等重要,理论和实践要密切合作才能解决复杂问题。笔者主要介绍计算机分子模拟技术的基本概念、发展简史,以及主要应用领域,并对此技术的未来发展做了展望。     

岩浆岩的地球化学成分记录了全球性氧化事件

正众所周知,现在的大气中氧气含量占21%.但是在地球早期,大气中几乎没有氧气~([1]).大气中的氧含量在地质历史时期经历了两次大规模的升高事件,分别是24～21亿年前的"大氧化事件(GreatOxidationEvent)"~([2,3])和7.5～6亿年前的"新元古代氧化事件"~([4,5]).人们对这两次全球性氧     

外太空"不可能存在"的奇异分子

追踪射电信号的科学家们惊奇地发现遥远的恒星出现了"不可能存在"的富分子喷流——太空化学不断地让天文学家们感到惊愕。经过几十年的质疑之后,他们发现在恒星之间及其周围的化学过程产生了复杂的分子,其中还包括有机生命起源的物质。但是最近运用新的观测技术的发现     

有机化学——突破与展望（下）

超分子化学,即超越分子水平的化学,已经成为化学研究中最重要、最有活力的研究前沿之—,这个概念是由诺贝尔化学奖得主让-马里·莱恩（Jean-Marie Lehn）于1973年首次提出的.人们对于＂超分子化学＂这一概念的灵感最早可能源自生物大分子,例如蛋白质、脂类以及它们的相互作用.然而,它也具有高度的学科交叉性,因此它不仅吸引了化学家,也吸引了生物学家、环境科学家、工程学家、物理学家、理论学家、数学家,甚至很多其他领域的研究者也都为之着迷.事实上,在过去的二十年中,超分子化学已经得到了极大的发展.1987年诺贝尔化学奖颁发给莱恩、唐纳德·克拉姆（Donald Cram）和查尔斯·佩得森（Charles Pedersen）,他们开发并使用了多种高选择性和结构特异性的分子相互作用体系,这大大促进了超分子化学的发展.     

远程二烯的定向迁移驱动钯催化的不对称烯丙基化反应

<正>手性是自然界的基本属性,例如天然存在的糖、蛋白质、核酸等生物活性分子均是手性的.众多药物和天然产物分子也包含手性片段,它们的生理活性往往同其手性特征密切相关.因此,利用催化不对称合成方法高效构建手性分子一直是有机合成化学中广泛关注和深入研究的领域之一.2001和2021年两次诺贝尔化学奖正是表彰在不对称催化合成领域作出杰出贡献的科学家.     

生物系统的复杂性与简单性

"复杂性"是当今科学界尤其是生命科学界最时髦的词汇之一.它的出现和流行,体现了21世纪科学家思考自然界的角度转换.上世纪是还原论占主导地位的时代,自然界被视为一部根据物理和化学规律用各种分子组装的自动机.因此,认识了分子层面上个别的基因或蛋白质的物理和化学特性,就能够解释生物个体的活动.随着研究的深入,人们已逐渐意识到了这种"简单性"思维的局限,意识到了生命的复杂性.目前,对复杂性的研究已成为生命科学的热点.在有关复杂性的众多研究问题中,也许最值得我们关注的是生物系统的复杂性与简单性之关系.     

电化学表面增强红外光谱:仿生膜界面局域水结构研究的新方法

正水作为最常用的溶剂分子,其特有的氢键、偶极结构对许多物理、化学、生物过程均具有重要影响.由于水的局部结构和取向将极大地影响双电层的静电性质,其在固/液界面随外部电场演变的研究受到了极大关注~([1,2]).磷脂极性头部的固有偶极和静电场限制了界面水的移动,进一步增加了局部水结构的复杂性.然而,受限于分析方法,     

充满活力的鲍林

鲍林生于1901年,他是世界上最杰出的科学家之一,也是唯一一名人人皆知的美国化学家。美国对鲍林和另外一些科学家褒贬不一,因为他经常与美国极右翼分子作对。 他多年得不到联邦政府的科学研究补助。尼克松总统根据白宫科学顾问的意见,两次拒绝授予他全国科学奖章,只是到了1975年,福特总统才最终给予了他这一荣誉。但是,他在分子和晶体结构、在将两     

用电脑造个分子对付艾滋病

艾滋病是人们谈虎色变的疾病,死亡率极高,但是目前还没有找到理想的药物来治疗之.科学家们正在努力探索对付艾滋病的良策.科学研究证明,人类的疾病最终源于单个分子的威胁.于是科学家们正在研究用人造分子合成新的药物,用以发现并消灭这些危险分子.     

构筑离子型高核金属氧簇新策略

正晶态孔材料的设计合成研究是当前国际合成化学的一个研究热点,因为这类材料在吸附、分离、离子交换及光电磁功能材料领域具有广泛的潜在应用~([1～6]).目前,人们熟知的晶态孔材料有金属-有机框架材料(metal-organic frameworks)~([1,2])、无机分子筛材料~([3,4])、共价有机孔材料等~([5,6]),这些晶态孔材料的构建主要是基于配位键或共价键.由于静电力的无方向性和长程性,基于离子键构筑的材料通常是无孔的致密相结构.然而,由于框架结构属性的不同,离子型晶态孔材料在客体识别、选择性及导电等方面具     

激光干涉引力波空间阵列核心问题的综合讨论

<正>空间激光干涉引力波探测计划,例如欧洲航天局主导和美国参加的LISA(Laser Interferometer Space Antenna)计划~([1])、中国的"太极"计划~([2])和"天琴"计划~([3])等,瞄准中低频段(0.1mHz～1Hz)的引力波波源.这个频段的引力波事件     

Hiawatha撞击作用是新仙女木事件的诱因吗?

<正>Science公布的2018年十大科学突破之一,是在地球北极圈格陵兰岛西北部的Hiawatha冰川下,发现了一个直径约31km的大型撞击坑~([1])(https://vis.sciencemag.org/breakthrough2018/finalists/#cell-development).该项成果由丹麦哥本哈根大学Kj?r为首的国际科学家团队~([1])完成,于2018年11月发表在Science Advances上.该团队利用1997～2016年间的机载雷达测声探测资     

2015年诺贝尔奖化学奖得主:托马斯·林达尔

<正>1994年的Science将DNA修复蛋白分子列为Molecular of The Year~([1]).20年后的2015年,北京时间10月7日下午,诺贝尔化学奖授予了那些发现并研究这一修复机制的人们——瑞典的托马斯·林达尔(Tomas Lindahl)、美国的保罗·莫德里(Paul Modrich)以及土耳其的阿齐兹·桑贾尔(Aziz Sancar),以表彰他们对于DNA修复的机制研究.他们系统性的研究工作对人们理解细胞运作做出了杰出的贡献,并为进一步了解一系列遗传病的分子成因、癌症和衰老的发生发展机制提供了重要的理论基础~([2]).自DNA双螺旋结构被发现后,人们一度认为DNA是     

定向进化:驾驭进化的力量

<正>在生命数十亿年的发展历程中,进化起到了至关重要的作用。进化是一种伟大的自然力量,因此科学家希望在实验室里模仿生命的进化方法,实现生物大分子(主要是蛋白质)的快速进化。这种掌控生物分子进化的方法,被称为"定向进化"。美国科学家弗朗西丝·阿诺德、乔治·史     

充满期待的北斗全球卫星导航系统

正北斗卫星导航系统是中国自主建设的具有中国特色的卫星导航系统,按照"三步走"战略发展稳步推进~([1,2]),即验证系统(BDS-1)、北斗区域卫星导航系统(BDS-2)和北斗全球卫星导航系统(BDS-3).北斗双星定位验证系统于1994年开始立项研究,2003年12月15日正式向中国及周边区域提供定位、授时和双向短报文通信(MSS)服务~([3,4]).这     

药物化学家高怡生

年逾古稀的药物化学家高怡生教授,在向科学高峰的攀登中,已走过了整整半个世纪的历程。如今,这位著名的老科学家,我国药物化学研究领地拓荒者队伍中的一员,当他回首往事并展望我国药物化学研究前景时,心中充满了欣慰和乐观的感情。     

迎接生物技术时代的到来

生物学药物取代化学药片 虽然目前大多数病人仍继续在按剂量服用小颗粒的化学药片，但时代在进步。30年来的生物学发展以及对人类基因组的深入了解。已经激起了生物学药物的研制热潮，其中许多是经过生物工程方法再造的人体蛋白质。这些具有很大威力的分子，可以改变多年前几乎无法治疗的疾病的预后。     

生命起源的新观点

多年来,大多数科学家认为,象我们所知道的生命,可能起源于地球.现在有两位科学家提出了生命起源的新观点,他们是英国天文学家霍伊尔(F.Hoyle)和威克拉马辛(G.Wickramasinghe).他们认为地球上的生命在化学上起源于外层空间巨大的气体尘埃云,星际云中的生物分子由彗星和流星带到地球和其他行星上.这两位科学家长期从事光波和射电波的研究,以获得宇宙化学结构的信息.他们发现在外层空间巨大的气体尘埃云中,