以DNA为模板构筑纳米材料与分子器件

Moore定律正面临着挑战,即以硅材料为基础的集成电路元件尺寸正接近它的极限。而分子电子学有望作为一种解决的方案,替代硅电子学来构建更小的分子集成电路。DNA,以其独特的纳米尺度、分子线性结构、物理化学稳定性、力学刚性、自我识别能力以及自组装等优势,正逐步应用于分子电子学的各个领域。研究表明,DNA导电性存在着争议,而在此基础上以DNA为模板构筑纳米材料及分子器件正成为一个新的研究热点。本文在大量文献的基础上试图对以DNA为模板构筑分子导线、分子晶体管、分子计算机以及分子阵列等纳米材料及分子器件进行较为详细地归纳和总结,并对存在的问题和应用前景进行了分析和预测。     

紫外线对离子互补型自组装寡肽EAK16-II聚集状态的影响

借助原子力显微镜对离子互补型自组装寡肽EAK16-II在水溶液中自组装聚集形态受紫外线的影响进行了研究.研究结果表明,紫外线改变了该类寡肽在水溶液中自组装形成的纳米结构.当用波长为365 nm的紫外线照射2 h后,离子互补型自组装寡肽的聚集态从纤维状结构转变为球形结构.从成核模型分析,其原因是由于紫外线照射导致了自组装聚集体分子间作用力的破坏以及β片层向β转角的转变.     

2D self-assembly of 1,3,2-dioxaborine derivatives on HOPG

Two-dimensional (2D) self-assembly of two 1,3,2-dioxaborine derivatives was investigated by STM. The molecules consist of π system and steric end groups. A droplet of toluene solution containing the molecules was deposited onto HOPG for preparing the assemblies. STM images showed that the mo- lecular structures affect the assembly structure. The dipole-dipole interaction and steric repulsion played important roles in the formation of the self-assembled monolayers.     

偶氮苯三嵌段共聚物的合成、自组装及响应性研究

利用原子转移自由基聚合的方法合成了新型三嵌段共聚物聚(氧化乙烯)甲基醚-b-聚丙烯酸-b-聚[6-(4-甲氧基偶氮苯-4′-氧基)己基甲基丙烯酸],通过透射电子显微镜、扫描电子显微镜、激光光散射和紫外-可见光光谱研究了该共聚物在水中的自组装行为及其pH值和光响应性。研究发现该共聚物可自组装形成囊泡。在pH值小于3.4时,胶束粒径随着pH值的减小而急剧增大;pH值大于3.4时,粒径无明显变化。在偏振光的照射下,聚集体会随着照射时间的延长而拉长。     

基于植酸锆/普鲁士蓝复合膜的电催化行为研究

通过层层自组装技术,构建植酸锆/普鲁士蓝(Zr-IP_6/PB)多层结构膜.基于普鲁士蓝(PB)对双氧水(H_2O_2)有很高的电催化性能,加之5层植酸锆/普鲁士蓝膜多孔结构有利于传质过程,该H_2O_2传感器具有高灵敏度和高选择性.实验结果显示:修饰电极对H_2O_2响应的物质的量浓度范围为2.00×10~(-5)～1.76×10~(-3) mol·L~(-1),线性相关系数R=0.998 9.     

高电化学性能聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合材料的合成

聚苯胺纳米纤维(PANI-F)与氧化石墨烯(GO)经组装后,进行水热反应,制备了PANI-F/rGO(还原的氧化石墨烯)复合材料.利用扫描电子显微镜(SEM),傅立叶红外光谱仪(FT-IR),X射线粉末衍射仪(XRD)对样品形貌和结构进行表征;同时,借助循环伏安(CV),恒电流充放电(GCD),交流阻抗(EIS)对样品的电化学性能进行了测试.结果表明:rGO均匀包裹在PANI-F表面,在1M H2SO4的电解液中,当电流密度为1A/g时,PANI-F比电容为378F/g,而PAGO10(PANI与GO的质量比为10∶1),比电容达517F/g;且当电流密度10 A/g时,PAGO10的比电容为356 F/g,而PANI-F的比电容仅为107F/g.     

Ni51 Mn25.5 Ga23.5 单晶大的自发相变应变和磁感生应变

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的马氏体相变应变测量,研究了Ni51Mn25.5Ga23.5单晶的马氏体相变和磁感生应变特性。伴随马氏体相变,该单晶展现出一个应变量高达-1.62%的自发双向形状记忆效应。采用磁场下冷却的方法,在材料的马氏体相获得了一个量值高达-1.5%且可逆的磁感生应变,该值近似为零场下冷却测量得到的磁感生应变的2倍。根据单晶生长机制和NiMnGa合金形状记忆特性,对上述结果进行了讨论。     

新型谷胱甘肽响应三嵌段聚前药两亲分子的构筑与纳米结构调控

针对肿瘤组织的还原性微环境,设计了一种基于谷胱甘肽(GSH)还原性响应的三嵌段聚前药两亲分子,聚喜树碱-嵌段-聚乙二醇-嵌段-聚喜树碱(PCPTM-b-PEG-b-PCPTM),具有很高的载药量(质量分数大于50%).采用大分子自组装的方法,通过调节共溶剂种类,实现了两种不同纳米结构组装体的构筑.利用透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)进行表征,采用1,4-二氧六环(1,4-dioxane)作为共溶剂组装得到错列堆积片层结构,改变共溶剂为N,N-二甲基甲酰胺(DMF)时,得到了大复合胶束结构.进一步的细胞实验表明,错列堆积片层结构和大复合胶束结构纳米粒子都具有较快的肿瘤细胞内吞速率和较好的抗肿瘤效果.     

自组装制备磁性复合微球聚集体

用部分还原法制得纳米Fe3O4,用微乳液聚合法制备聚（苯乙烯-丙烯酸）高分子微球P（St-co-AA）,再以球形P（St-co-AA）为模板与Fe3O4磁粉通过静电自组装和氢键自组装制得磁性复合微球聚集体Fe3O4／P（St-co-AA）;利用XRD、TEM、SEM、IR等对样品进行表征,采用VSM对样品进行磁性能测试．结果表明所得样品为Fe3O4单相,平均粒径约10nm．P（St-co-AA）平均尺寸为约70nm,表面含有羧基,所制磁性复合聚集体Fe3O4/P（St-co-AA）的形貌为球形、多孔、粒径约5μm,磁粉含量为29％．磁性能测试表明当外加磁场为6KOe时,磁化强度达到饱和,饱和磁化强度为69emu.g^-1．研究表明pH、搅拌等对磁性复合微球聚集体的形成有重要影响．     

Novel azobenzene-phthalocyanine dyads―― design of photo-modulated J-aggregation

Based on the J-aggregation mechanism of α-aryl/alkoxy-substituted zinc phthalocyanines(Pcs) in non-coordinating solvents, two novel azobenzene-phthalocyanine dyads (3-azo-ZnPc and 4-azo-ZnPc) were synthesized with the aim of developing Pc compounds whose ability to form J-aggregation could be photo-modulated. It was found that 3-azo-ZnPc in chloroform could be effectively photo-controlled in a wide range. This phenomenon could be explained by the changes in the geometry and dipole moment of azobenzene during the photo-isomerization process. 4-azo-ZnPc did not have this ability at all, with or without UV light illumination. The positions of the oxygen atoms to which the aryl/alkoxy substitution was attached relatively were found important in determining the aggregation ability. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 20572059, 20502013 and 20773077), National Key Fundamental Research Program (Grant No. 2007CB808000)