摘要：碳点因具有优异的光学可调特性、良好的生物相容性,在生物医学、能源催化等领域展现出巨大的应用潜力。环境敏感型碳点是一类可响应周围介质环境改变而实现自身特性改变的材料,在传感方面倍受关注。该文对近来环境敏感型碳点的响应机制进行梳理,具体包括pH、极性、粘度、温度四个方面,并综述了该材料在生物传感领域的应用进展,以期为开发和设计更多可应用的环境敏感型碳点提供参考。

摘要：设计并合成了9个可形成三中心氢键和6个可形成二中心氢键的N-芳基芳酰胺模型化合物,基于它们在氯仿和二甲基亚砜(DMSO)中的一维核磁共振波谱,系统地分析了羰基对βH和γH的去屏蔽效应.将Δ(δ_(βH))和Δ(δ_(γH))的值结合在一起,分析了三中心氢键对芳酰胺分子的构象限制效果,发现N-(2-氟苯基)-2-氟苯甲酰胺、N-(2-甲氧基苯基)-2-氟苯甲酰胺和N-(2-氟苯基)-2-甲氧基苯甲酰胺这3个N-芳基芳酰胺在酰胺基团的左右两侧都能展现出很好的构象控制效果,因此认为这3种结构单元在构建折叠体方面具有更大的潜力.此外,本文还发现,当NH与第二个氢键受体形成氢键时,其和第一个氢键受体之间的氢键就被削弱了,即在芳酰胺形成三中心氢键时,2个氢键受体争相与NH形成氢键并取得了某种平衡.

摘要：研究聚合物在力致结构转变过程中的分子机制,进而建立起材料的构效关系,对于力响应聚合物材料的设计和精准制备至关重要.然而由于真实材料体系的复杂性,使用传统的测量方法很难从分子水平精准表征上述过程.基于原子力显微镜(AFM)的单分子力谱(SMFS)可以操纵单个聚合物链,是一种研究单个分子力学和动力学性质的有效技术.本文首先重点介绍了力化学的基本概念、影响因素和自由聚合物链单分子力化学的最新进展,按照共价键、配位键及氢键体系的顺序展开.然后讨论了SMFS技术在凝聚态体系的单链力学响应中的应用,包括用于聚合物单晶研究的AFM-SMFS方法的建立,链组成、构象、折叠模式以及环境对力诱导聚合物单晶熔融和纳米力学性能等影响规律的探究.希望本文将引起材料、化学和计算研究界的进一步关注,并加深科研人员们对聚合物结构-性质(功能)关系的理解.

摘要：利用螺吡喃和薁这两类染料的刺激响应性和光学活性,设计合成了以薁为核、双螺吡喃取代的新型力敏团SP-Az-SP,并通过缩聚反应,制备了含SP-Az-SP的嵌段聚氨酯弹性体.对小分子力敏团在酸碱刺激、光照以及对弹性体在受力条件下的光学性质进行了系统的研究,发现了SP-Az-SP溶液对多重刺激具有正交响应性质,形成的螺吡喃开环产物呈现优异可调的生色效应.含SP-Az-SP的聚氨酯也表现出灵敏的力诱导变色性质,证明了螺吡喃和薁基元的耦合在开发多重刺激响应性高分子材料及调控机械力诱导变色高分子的光学信号灵敏度方面的可行性,其有望应用于高对比度的光学应力探测和指示等领域.

摘要：基于冠醚和二级铵盐的轮烷体系是一类重要的超分子机器.理解外力作用下该轮烷体系的解离及结合机制,将有助于开发基于轮烷体系的力学响应材料.基于原子力显微镜(AFM)的单分子力谱(SMFS)是研究这种超分子弱相互作用的有效方法.为了提升实验效率并降低界面非特异性相互作用对单分子力谱实验的干扰,通过合理的分子设计和聚合方法,将单体轮烷结构单元聚合,形成轮/轴首尾相连的聚互锁结构.通过将该聚合物桥联于AFM针尖与固体基片之间,并对该聚合物进行恒速拉伸操纵,实现了聚轮烷互锁结构的动态打开与形成过程的原位观测.实验结果显示,外力作用下聚轮烷结构中的重复单元依次打开,产生了具有锯齿状平台的力学信号,该锯齿状信号的力值体现出对拉伸过程中力加载速率的依赖性,随着力加载速率从600 pN/s升高至90000 pN/s,其力值从~84 pN升高至142 pN.往复拉伸实验结果显示,该聚轮烷结构的形成是一个自发、可逆的过程,且结合力值随着松弛速率的增加而降低.通过结合动态力学谱及相关动力学模型,得到该轮烷体系的结合速率常数为1.3×10^(4)s^(-1),解离速率常数为0.26 s^(-1),平衡态自由能为-34.6 kJ/mol,并绘制出其解离与结合的能量路径.本研究深化了对基于冠醚和二级铵盐的轮烷体系力学稳定性及结合与解离机制的认识,为基于轮烷的材料体系力学性质调控及理性设计提供了重要参考.

摘要：电刺激是用于细胞内紊乱电活动引起疾病的一类重要治疗方式.在电刺激过程中是否会诱导细胞内活性氧(ROS)水平的改变,以及常规抗氧化抑制药物与电刺激治疗同时运用带来的影响,目前尚未有相关研究.本文设计了一种具有较好生物相容性的金/银核壳纳米棒表面增强拉曼(SERS)活性探针,用于电刺激过程中细胞内产生ROS的检测.将该探针与细胞共孵育,使其内化入细胞,对细胞进行不同时间的电刺激,利用拉曼光谱对SERS探针的信号进行检测.实验结果表明,随着电刺激时间的延长,SERS信号减弱,说明细胞内产生ROS的量明显增加.该传感机制是利用ROS能刻蚀金/银核壳纳米棒的银壳,从而使其变薄引起SERS信号减弱.抗坏血酸(AA)和谷胱甘肽(GSH)两种抗氧化抑制剂类药物与电刺激同时运用时,可观察到它们会对电刺激过程产生的ROS有清除作用.该研究发展了一类用于细胞内ROS检测的光谱方法,也为异常的氧化应激和肿瘤治疗过程中的组合用药提供了建议.

摘要：胰岛素自身抗体(IAA)是1型糖尿病(T1DM)的重要生物标志物。IAA早在患者出现临床表现之前就存在于血清中,因此对早期筛查T1DM具有重要的意义。然而,目前现有的检测方法耗时长,缺乏敏感性和特异性。在此背景下,设计了一种基于IAA的表面增强拉曼散射(SERS)免疫芯片。随着IAA浓度的增加,对巯基苯甲酸(MBA)在~1074 cm^(-1)处的特征峰会逐渐发生谱峰位移,因此利用特征峰拉曼位移的变化可实现对IAA的定量分析。实验结果表明该方法在临床应用中具有快速、敏感和准确早期筛查T1DM的潜力。

摘要：优化聚合物纳米复合材料性能的关键在于实现对纳米粒子表面配体链的可控调节,包括对链分子量、分散性、接枝密度等的精细调控.由于实验受限于表征手段,理解纳米粒子接枝聚合物的动力学机理仍有不小的难度.计算机模拟能够以微观或介观的视角去动态地研究该过程,是明确纳米粒子接枝聚合物结构与动力学影响因素的有力工具.本文以本课题组近年来的计算机模拟工作为主线,对当前在聚合物接枝纳米粒子的构筑领域所取得的系统性和创新性成果进行总结和评述,从聚合物接枝纳米粒子的结构特征、基于“接枝到表面”(grafting-to)和“从表面接枝”(grafting-from)两种策略分别构筑聚合物接枝的纳米粒子体系等3个方面进行介绍,对两种接枝过程的动力学主控因素进行阐述,为聚合物纳米复合材料的设计和调控提供新思路.

摘要：圆偏振发光(Circularly polarized luminescence,CPL)有机分子是一类重要的手性光学材料,在有机光学和有机电子学等领域受到广泛关注。通过引入手性联萘基团和构建推拉电子结构的设计理念同时实施到双硼氮桥联联吡啶单元,发展出了一系列具有推拉电子结构的手性四配位硼分子。结果表明,改变给电子单元可以调节分子的发光现象,含有二苯胺(2a)和咔唑(2b)单元的分子展现出典型的聚集诱导荧光淬灭现象,而含有9,9-二甲基-9,10-二氢吖啶(2c)单元的分子具有特征的聚集诱导发光性质。手性联萘基团的引入使3个分子具有手性光学性质,展现出圆二色信号和圆偏振发光特性,它们的不对称因子均超过了1×10^(-3),另外,改变给电子单元有效调节了手性分子的发光颜色。

摘要：采用4-甲基-2,5-二苯基吡啶(MDP)、5-甲基-2-苯基吡啶(PMP)作为配体,设计合成了2种新的绿色磷光铱(Ⅲ)配合物Ir(MDP)_2(PMP)(1)和Ir(MDP)(PMP)_2(2).系统测试了2种配合物的光物理和电化学等性质,并通过单晶结构和理论计算讨论了材料的分子结构、堆积结构对光电性能的影响.利用配合物1和2制备的绿色磷光器件实现了高性能的电致发光,最大外量子效率(EQE)分别为22. 4%和20. 7%,功率效率(PE)分别为86. 0和77. 5 lm/W,且滚降较小.