摘要：碗状共轭分子是介于平面稠环芳烃和球型富勒烯之间的关键结构,呈现独特的物理和化学性质.本文总结了本课题组在碗状共轭分子"杂化素馨烯"方面的研究进展,包括分子设计的思路、高效合成策略、构效关系分析、化学反应以及基于特征化学反应的可控转化.我们的研究表明,硫族元素杂化素馨烯(TCSs)可作为核心骨架来构筑结构与功能多样化的共轭稠环化合物,包括具有高量子产率的红色荧光分子、具有多重光电功能的勺状分子、新型电子受体、手性共轭分子等.

摘要：细胞具有精确、高效的分子合成能力,细胞内复杂的多酶体系具有纳米尺度多层次构建的基本特征,纳米邻近效应、区域化效应、限域效应等是其高效催化的重要基础."去细胞之复杂,取细胞之精华",提取细胞生物催化关键元件,并以化学催化替代其中的局限步骤,模拟细胞内多级结构和纳米效应,设计简单、高效、稳定的生物-化学复合纳米催化剂,有望再现甚至超越细胞的催化能力,为传统工业生物催化提供革新技术.本项目以化学工业可持续发展的需求为导向,重点研究生物-化学复合纳米催化剂构筑及其工业化应用中的重要科学问题,并探索应用于手性化合物制备的工业催化过程.

摘要：香料的纳米化封装及相关的芳香整理技术已经成为有效实现香气物质缓慢释放的重要手段.因此,了解纳米载体与基材之间的相互作用机制对于香料纳米技术的应用和改进至关重要.本文以蚕丝织品、牛皮革和壁纸原纸为对象,综合运用多种表征技术分析,研究了3种基材的纤维形貌、孔隙结构及孔径分布的基本特征,并以4种不同直径的纳米二氧化硅(SiO2)作为模型载体考察其在上述基材上的吸附行为.结果表明, 3种基材缝隙宽度小于1μm的孔隙百分比有显著差异,丝巾、皮革、原纸分别为0.3%、23.8%和4%,与其比表面积呈正相关的关系.纳米载体在基材上的附着强度及其分布状态不仅依赖于载体自身的尺寸,而且与纤维的物质属性及孔隙结构密切相关.小粒径SiO_2粒子(20 nm)可牢固附着于单根纤维表面,随粒径增大则倾向于嵌入到纤维缝隙或黏附在缝隙边缘.本研究对于纳米香料递送体系的设计具有一定的理论指导意义.

摘要：脂质体是第一种成功进入临床应用,也是目前进入临床应用最多的一类纳米递药体系,将药物装载于脂质体中可以实现降低非特异性吸收、提高靶组织的富集量、降低副作用等目的。但是当前的脂质体技术仍然存在着诸多缺陷,例如载药量低以及靶向效果差等。新的脂质体载药技术的发展使得脂质体的载药量和包封率有了很大的提升。将热、激光、超声、离子辐射等外源物理刺激与脂质体药物结合可以提高脂质体药物在肿瘤的富集量,同时调节药物的释放。脂质体独特的核壳结构使得脂质体可以同时装载多种药物从而实现联合给药,通过合理设计脂质体纳米材料的结构不仅能够实现多种药物的递送,还能够实现药物的程序性释放。脂质体不仅能够装载治疗性药物,还能装载具有造影功能的组分,从而实现对治疗过程的影像监控。本文将主要介绍近五年在脂质体的载药方法、靶向给药、药物控释、联合给药、影像可视化等方面的一些重要进展。

摘要：光动力治疗是一种可对癌症进行微创介入治疗的新技术,具有创伤小、毒性低、恢复快、选择性和适应性好、可重复/姑息治疗等诸多优点.它利用光敏剂和氧分子在光照时发生的光动力反应,使肿瘤细胞受损乃至坏死,达到肿瘤治疗效果.光动力治疗仪是利用光动力疗法进行癌症治疗时需采用的一种新型医疗仪器.它主要包括光源、光传输系统、控制系统和监测系统等几部分.稳定灵活的光动力治疗仪极大地提高了光动力治疗效果,促进了光动力治疗在临床中的应用.本文主要分析和总结了癌症光动力仪中的重要组成结构的设计,结合光动力治疗仪产品的介绍,对光动力治疗仪的现状和发展进行了比较详尽的阐述和展望.

摘要：声动力治疗是在光动力治疗基础上发展起来的一种新型癌症无创治疗技术,相对于光动力治疗具有无创、穿透性强、特异性好、安全性高等诸多优点.声动力治疗利用声敏剂与氧在超声作用下产生具有生物毒性的活性氧,起到杀伤肿瘤细胞的作用,但其具体作用机制还在进一步的研究中.声动力治疗目前在治疗超声参数设置、肿瘤定位及定点治疗、温度监测以及活性氧检测等方面还存在诸多问题.为使声动力治疗方法在科研和临床应用中取得更好的效果,科学合理的声动力治疗装置是不可或缺的.目前声动力治疗大多采用具有普适性的超声治疗仪,缺乏针对性.因此,根据声动力治疗的特点改进已有的超声设备,或设计专用的声动力治疗装置有利于更好地监测和调控声动力治疗过程,使声动力治疗得到更加稳定可靠的效果,推动其在科研和临床中的应用.本文从上述声动力治疗中存在的问题出发,介绍了声动力治疗装置的关键结构及其技术发展,对声动力治疗装置的研究现状进行了分析和展望.

摘要：二维石墨相氮化碳(2D g-C_(3)N_(4))由于其特殊的π-π共轭结构,较窄的禁带宽度(2.7 eV)以及比表面积大、结构稳定、绿色无毒、来源广泛等特点,在光催化领域显示出巨大的应用潜力。然而,传统g-C_(3)N_(4)由于其可见光吸收差、光生载流子复合快、量子效率低等固有缺点导致其光催化性能较差,限制其应用。迄今为止,研究人员已经设计并开发了异质结构建、缺陷工程和形貌调控等多种策略来改善g-C_(3)N_(4)光催化活性。其中,缺陷工程通过调节g-C_(3)N_(4)的表面电子结构和能级结构来提高其光捕获、光生载流子分离-迁移和目标分子吸附/活化能力,从而改善其光催化能力。本文综述了非外源因素诱导(碳空位、氮空位等)以及外源因素诱导缺陷(掺杂和功能化)修饰g-C_(3)N_(4),调控其光电子及光催化性能的最新研究进展,并介绍了2D g-C_(3)N_(4)在光催化净化大气方面的应用进展。最后,对g-C_(3)N_(4)在光催化领域的后续研究进行了展望。这篇文章的主要目的是为全面、深入地理解缺陷调控g-C_(3)N_(4)光催化性能的机制提供思路,以期更好地指导g-C_(3)N_(4)光催化剂的后续研究及其工商业应用开发。

摘要：高迁移率发光有机半导体材料是实现有机发光场效应晶体管(OLETs)的重要材料,但其设计合成面临巨大挑战.本文综合评述了近年来高迁移率发光材料,特别是基于蒽的高迁移率发光材料的研究进展,重点介绍了目前报道的20余种基于蒽的高迁移率发光有机半导体材料,包括分子的设计策略\,相关的光电性能及其在OLETs器件方面的应用研究,以便为进一步的相关研究提供有意义的指导和借鉴.本文还对该领域未来发展的挑战、发展方向及机遇进行了简单评述.

摘要：氧析出(OER)是电解水、空气电池充电等电化学能量转换与储存过程中的关键反应.从原子尺度上认识反应机理和构效关系是高效OER电催化剂设计与应用的基础.本文概述密度泛函理论(DFT)在3d过渡金属(Mn、Fe、Co、Ni)氧化物及氢氧化物OER电催化材料中的研究进展,介绍DFT+U方法研究晶体结构变化、元素掺杂、缺陷形成及基底装载对催化性能的影响,总结催化剂性能提升策略,并讨论DFT+U方法在3d金属氧化物催化剂的设计和改良中的研究发展方向.

摘要：将甲烷直接转化(DMC)为高附加值化学品(如甲醇等化合物),是实现天然气高效利用的有效途径.因甲烷结构非常稳定,使其在温和条件下(反应温度≤150℃的非强酸介质体系)的高效活化极具挑战性.近年来,单原子催化剂(SACs)因其活性物种的高利用率和高选择性,已引起国内外研究者的广泛关注,并被尝试应用于多种反应.研究表明, SACs在DMC反应中表现出独特的催化性能.本综述中,我们总结了在温和条件下, SACs在DMC反应中的研究进展,重点针对热催化反应过程的催化剂设计和反应路径研究进行了归纳和分析.此外,还对光催化反应过程中涉及的SACs上的DMC反应进行了分析.最后,对温和条件下实现DMC进行了总结和展望.