摘要：牙齿结构损伤、缺失导致的龋齿和牙齿过敏等问题严重影响了人们的日常生活。众多学者针对这些问题提出了各式各样的解决方案,但是最终结果与原生牙齿结构相比还是不尽人意。生物矿化是研究生物体内的硬组织(如牙齿、骨骼和贝壳等)的形成过程。一般地,这类硬组织是由有机生物分子调控无机矿物形成的多级、有序且能供生命体实现特定功能的有机-无机复合材料。近年来许多研究人员通过模拟牙齿自然矿化的过程,仿生设计和合成出人工纳米材料来修复牙釉质、牙本质等牙齿结构的方法取得了重要成效。与传统的使用激光、有机粘合剂等修复手段相比,仿生矿化方法所修复的牙齿部位在组成、结构和力学性能上与原生牙齿相近,具有无损、生物兼容、抗菌防污等优点。因此仿生矿化方法有望从根本上解决牙齿结构修复的难题。现对牙齿结构、牙齿脱敏治疗方法、牙齿结构仿生再矿化和牙齿修复材料的研究现状及进展进行综述。

摘要：圆偏振发光(CPL)分子作为一类特殊的手性发光材料,近年来在材料科学、光学传感、信息加密和生物成像等领域展现出一定的应用潜力.主族元素的掺杂是调控圆偏振发光分子手性光学特性的有效策略,最近也取得了显著的研究进展.该综述旨在探讨主族元素掺杂对圆偏振发光分子结构及性质的影响,重点介绍了本课题组在硼氮(B/N)掺杂手性分子设计及其圆偏振发光性能方面所取得的部分成果.在此,我们从轴向、螺旋和平面手性分子等三个方面进行了简要概述,并系统分析了手性分子结构与其独特手性光学性能之间的内在关系.

摘要：全球范围迅猛发展的工业生产导致温室气体CO_(2)的排放,引发人们对全球气候变化的普遍关切。在发展清洁能源、工业流程再造等减少碳排放的同时,开发高效、经济的CO_(2)捕集、利用与储存(CCUS)技术显得尤为迫切。本文基于CO_(2)资源化利用的目的,对生物体外酶催化固碳过程及其强化技术的研究进展进行综述。首先,介绍了CO_(2)转化过程中涉及的关键催化酶及其优化,阐述了CO_(2)资源化利用的具体策略,涵盖了将CO_(2)催化转化为甲酸、甲醇、甲烷、淀粉以及L-乳酸、丙酮酸等特定产物分子。进而,重点阐述了辅因子的原位再生、酶的固定化、反应系统的优化设计、反应条件优化(pH、温度、底物浓度)以及产物原位分离等技术对CO_(2)生物酶催化反应过程的强化,实现CO_(2)的高效固定与资源化利用。旨在通过多方面交叉论述,为生物酶催化过程及路线设计包括固定化酶催化剂的制备、反应器选择设计与开发、酶催化过程调控、高值化产品定向合成等提供有益的启发和思考。最后,总结了酶催化固碳过程存在的问题和挑战,并对其未来值得研究的方向进行了展望。

摘要：将“配位化学”课程中前沿科研成果及其新技术、新方法进行提炼归纳,设计教学案例。以4-氟水杨醛氨基酸席夫碱为配体,通过溶剂挥发法生成钴席夫碱配合物,并利用X射线单晶和粉末衍射、红外光谱、核磁共振等分析手段对产物进行表征,探索其荧光性质。实验内容包含配合物的设计、合成、结构表征和性质研究。通过该综合实验,阐述了“配位化学”中的抽象概念,不仅丰富了课程内涵,还能激发学生的科研兴趣,提升学生创新实践能力。

摘要：变构蛋白是一类具有特殊变构效应的蛋白质,其变构动态调节的多样性大大丰富了蛋白质的活性或特异性。探究蛋白变构效应及其调控机制,在拓展蛋白功能、药物研发和信号传递等方面具有重要的意义。本文从变构蛋白的功能与分类、调控机制、结构解析和变构位点的理性预测、人工变构蛋白的改造等方面进行总结,综合分析了开关变构调控、变构协调调控和间接变构调控这3种主要的变构蛋白的调控机制、研究难点以及对应策略,从而为变构蛋白的结构理性设计提供相应的理论支持。

摘要：围绕绿色可持续发展观以及“碳中和”与“碳达峰”时代背景,聚焦教育教学改革,促进科学研究对本科教学质量的提升作用,开设了生物质炭的制备及其锌空气电池性能评价综合实验。本实验以农业废弃物生物质小麦秸秆为原料,经炭化和活化手段,制备了孔结构和含氧官能团可调的生物质炭,并考察了其氧气还原和锌空气电池性能。本实验将科研热点设计为化学综合实验,内容新颖并适合本科教学,促进多学科知识内容的纵向融合,实现专业知识与科学研究热点领域的交叉,弥补了传统综合化学实验课程教学的不足。

摘要：晶体场理论是配位化学中的基本理论之一,也是本科无机化学教学中的重点和难点内容。本文基于前沿文献报道的镍大环配位化合物,引入多种配体,设计了一个扩展性强的多层次综合性实验。学生通过制备系列镍配合物,观察颜色,测定红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱和有效磁矩,结合课堂讲解与文献阅读,分析配合物的配体组成与中心离子的晶体场构型。实验共计8学时,综合无机、分析、物理化学的理论知识与实验操作,实验现象明显、重复性好、成本低廉、安全性高,充分锻炼学生利用多种分析手段解决实际问题的能力,在“问题导向”的情境中提升学生的化学核心素养。

摘要：在“双一流”高校建设的新时期,大型精密仪器的引进能够完善和提升高校的育人环境,促进学科前沿成果转化,推动高素质创新型科研人才的培养。依托最新X射线光电子能谱仪,结合国际国内科研热点,课题组设计了“X射线光电子能谱技术在先进材料表面研究中的应用”开放实验教学课程,形成了“云课堂-仪器硬件/应用软件现场培训-微课堂-实验项目研究”的新型开放实验混合式教学模式。该开放实验教学模式集知识养成、实验技能基础和学科关键问题于一体,不仅能丰富学生学科仪器的知识储备、提升学生严谨科学的实验操作素养,促进学生主动思考、提高主动分析和解决问题的能力,而且有利于培养学生关注科技前沿的意识和兴趣,激发学生投身科研事业的热情,开阔学生的视野,推动学生原始创新的动力。

摘要：[目的]锂离子电池储能技术在近年来得到快速发展和广泛应用,但在实际应用中发现具体使用工况对锂离子电池储能的实际使用寿命和盈利能力有着巨大影响,文章旨在研究使用工况对于锂离子电池电化学性能的影响,为今后的锂离子电池储能项目建设提供参考。[方法]测试并分析工作荷电区间、放电倍率、工作温度对锂离子电池实际工作性能的影响。[结果]充放电荷电区间、使用倍率、工作温度都会对锂离子电池的实际工作性能产生巨大影响。一方面,适当调节充放电荷电区间会明显提高电池的使用寿命;另一方面,目前调频储能项目常用的2 C配置方式会明显降低锂离子电池的使用寿命,而将倍率降低至1 C配置虽然会增加初始投资,但有望获得更低的周期度电成本。此外,温度控制对锂离子电池的使用寿命也极为重要,即使是个位数的温度差异也有可能造成长期使用后显著的电池不一致性。[结论]锂离子电池储能具有响应速度快、调节精度高、配置灵活等优点,随着“碳达峰、碳中和”工作的深入和电力市场的逐步建设,锂离子电池储能将会在提高电能质量方面发挥重要作用。注重使用工况对于锂离子电池性能的影响将会进一步提高锂离子电池储能的使用效能。要根据实际应用需求实际设计电池的使用工况,并以此为依据配置锂离子电池储能各项参数指标,从而赋予锂离子电池储能更加优异的性能,助力我国“双碳”目标的实现。

摘要：天然产物是大自然赐予人类的资源宝库,与人类的生活质量和健康息息相关。利用传统方式获取天然产物存在含量低、提取工艺复杂耗时以及资源不可持续等问题,而化学合成步骤繁琐、成本高,这些都严重制约了天然产物的广泛应用。合成生物学赋能的微生物细胞工厂通过变革天然产物的传统获取方式,实现高效、绿色及可持续的生物制造。分析天然产物传统获取方式面临的挑战,总结不同类型微生物细胞工厂的特点及天然产物合成案例。基于天然产物代谢通路的复杂性、底盘细胞的稳定性可能导致产物的结构和性质难以预测以及纯度和收率低等问题,从催化元件的局限、途径组装调控及底盘网络重塑的角度分析设计微生物细胞工厂的应对策略,并针对微生物制造产品的发展与应用提出政策建议。