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物理学报 2016年第17期65卷 300-308页

作者：李明林万亚玲胡建玥王卫东福州大学机械工程及自动化学院福州350116 福建省高端装备制造协同创新中心福州350116 西安电子科技大学机电工程学院西安710071

针对文献中单层二硫化钼力学性能随温度变化趋势的不明确,本文基于Stillinger-Weber原子间势函数,采用经典分子动力学方法对单层二硫化钼在不同热力学温度下(1—800 K)的力学行为进行了单轴拉伸模拟,研究温度和手性对其力学性能的影响.... 详细信息

针对文献中单层二硫化钼力学性能随温度变化趋势的不明确,本文基于Stillinger-Weber原子间势函数,采用经典分子动力学方法对单层二硫化钼在不同热力学温度下(1—800 K)的力学行为进行了单轴拉伸模拟,研究温度和手性对其力学性能的影响.结果表明:单层二硫化钼的杨氏模量、抗拉强度、拉伸极限应变等力学性能均随温度的升高而显著减小;单层二硫化钼的杨氏模量和抗拉强度存在明显的手性效应,而不同手性方向的拉伸极限应变差别不大,可以忽略;温度低于800 K时,不同手性二硫化钼断裂之前受拉加载和卸载均没有明显的相变发生;温度在1 K时,沿锯齿方向受拉的单层二硫化钼在极限强度附近会有明显的局部相变发生,且卸载时相变结构能保持稳定.本文也测量出单层二硫化钼在温度1—800 K下沿扶手和锯齿方向的线膨胀系数.

关键词：二硫化钼力学性能温度效应手性效应

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多肽组装结构中的手性效应研究及其催化应用探索

多肽组装结构中的手性效应研究及其催化应用探索

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作者：毛克兢福建师范大学

学位级别：硕士

多肽分子因结构多样、易于合成和修饰及生物相容性好等特点在分子自组装领域受到广泛关注。在众多的多肽组装模块中,二肽作为结构最简单的构筑基元,其合成成本低,有较强的自组装能力,目前以二肽为组装基元构建的超分子纳米结构作为新一... 详细信息

多肽分子因结构多样、易于合成和修饰及生物相容性好等特点在分子自组装领域受到广泛关注。在众多的多肽组装模块中,二肽作为结构最简单的构筑基元,其合成成本低,有较强的自组装能力,目前以二肽为组装基元构建的超分子纳米结构作为新一代材料已广泛用于生物医药、能源和催化等研究领域。手性作为多肽的固有属性是影响多肽组装结构和功能的关键。目前关于手性调控多肽组装结构的相关研究还停留在对其组装形貌、尺寸和二级结构等方面的影响,而关于手性突变是如何影响多肽组装体的物理化学性能的研究较少。以结构简单的二肽为模型多肽,系统探究其组装结构中的手性效应,阐明手性相互作用与其物理化学性能之间的关联性,不但有利于构建特殊结构和功能的二肽组装材料,同时对其他序列复杂的多肽体系中的手性效应研究具有重要的指导意义。此外,除多肽自组装结构以外,多肽与金属离子的共组装结构也受到科学家们的广泛关注,特别是在催化领域。多数天然酶是金属蛋白质,其活性中心是通过其氨基酸残基与金属离子构建的,因此,如何通过多肽与金属离子共组装构建与催化活性能比拟甚至超过天然酶的纳米酶是自组装领域的研究热点和难点问题之一。基于上述研究背景,本论文的主要研究内容和结论如下:1.二聚苯丙氨酸类二肽自组装结构中的手性效应研究。我们系统研究了同手性的二聚苯丙氨酸（FF和其对映异构体ff）及异手性二肽（Ff和f F）的组装结构差异。研究发现,它们都自组装形成了纳米管结构。同手性二肽形成的纳米管是连续完整的,有很高的热力学稳定性和机械稳定性（杨氏模量:FF为20.3±5.9 GPa,ff为21.2±4.7 GPa）。然而,异手性纳米管上有很多裂纹,热力学稳定性和机械稳定性显著下降（杨氏模量:Ff为7.3±2.4 GPa,f F为8.3±2.1 GPa）。理论计算结果进一步证实了异手性纳米管减弱的稳定性。通过分析同手性和异手性多肽的单晶结构,我们找到了异手性纳米管稳定性降低的分子机制:同手性多肽的两个残基交错排列,形成了疏水拉链结构,使得纳米管横向和纵向的分子间相互作用力很强,确保了纳米管在横向和纵向方向上的稳定性,而对于异手性多肽来说,单个多肽分子中的两个氨基酸残基侧链呈面对面排列,重叠程度很大,从而导致纳米管纵向及横向的分子间相互作用力减弱,使得纳米管稳定性下降。此外,我们在与FF有类似单晶结构的其他二肽（FF类二肽）中也证实了这一手性效应,包括氟化FF、FW和FL。这项工作系统地研究了氨基酸手性突变对多肽组装结构和性能的影响,并从分子水平上清楚地阐明了造成这种影响背后的分子机制。***-Cu共组装纳米花结构的类漆酶活性研究及其应用探索。漆酶是一种含铜多酚氧化酶,在生物技术和环境修复方面具有重要潜力。我们以二肽Phe-Trp（fW）和氯化铜为前体,通过水热法在PBS中合成了具有大比表面积的纳米花状fW-Cu纳米酶。利用SEM、FTIR及XPS等现代分析技术对fW-Cu纳米酶进行了详细的结构表征,评价了其类漆酶催化活性、稳定性、可回收性,并与漆酶进行了比较。研究结果表明,fW-Cu纳米酶具有类漆酶的活性,能够催化2,4-二氯苯酚（2,4-DP）氧化,氧化产物与4-氨基吡啶（4-AP）耦合生成红色产物,并且fW-Cu纳米酶比天然漆酶有更好的p H稳定性、温度稳定性、盐稳定性及存储稳定性,且可循环使用多次。后续会利用此纳米酶检测各类苯酚类化合物。这项工作通过二肽和金属离子共组装这一非常简单快捷的方法制备了催化活性较好的漆酶模拟酶,丰富了纳米酶的种类,拓展了二肽-金属离子共组装结构的应用。

关键词：二肽自组装手性效应稳定性共组装纳米酶漆酶

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磁场中手性碳纳米环的类超导效应

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Chinese Journal of Chemical Physics 2001年第3期14卷 345-349页

作者：张振华彭景翠陈小华王健雄湖南大学应用物理系长沙交通学院信息与计算科学系长沙410076

利用导出的任意手性碳纳米环 (TCNTs)的电子状态—能量关系式 ,对磁场中任意手性TCNTs所具有的类似超导环的性质及持续电流的手性效应进行理论探讨。在T =0K时 ,金属型和半导体型TCNTs象介观一维正常金属环一样具有类似超导环的性质、... 详细信息

利用导出的任意手性碳纳米环 (TCNTs)的电子状态—能量关系式 ,对磁场中任意手性TCNTs所具有的类似超导环的性质及持续电流的手性效应进行理论探讨。在T =0K时 ,金属型和半导体型TCNTs象介观一维正常金属环一样具有类似超导环的性质、即持续电流以磁通量子Φ0 为周期随Φ线性变化 ,且对手性角θ、环半径R极为敏感。手性TCNTs类似超导环的性质比高对称TCNTs明显得多 ,但随R增大而减弱 ,且减弱的快慢也与手性角θ有关。

关键词：类超导效应手性效应持续电流磁场碳纳米管手性碳纳米环超导电性

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单层二硫化钼(MoS2)力学性能分子动力学模拟研究

单层二硫化钼(MoS2)力学性能分子动力学模拟研究

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作者：涂莉萍福州大学

学位级别：硕士

单层二硫化钥(MoS2)是类似石墨烯的准二维蜂窝晶格层状纳米材料。相较于半导体性石墨烯在制备上的复杂性,具有直接带隙半导体特性的单层MoS2被认为更具优势,是取代传统硅半导体的新一代候选材料之一。本文对其力学性能进行了分子动力学... 详细信息

单层二硫化钥(MoS2)是类似石墨烯的准二维蜂窝晶格层状纳米材料。相较于半导体性石墨烯在制备上的复杂性,具有直接带隙半导体特性的单层MoS2被认为更具优势,是取代传统硅半导体的新一代候选材料之一。本文对其力学性能进行了分子动力学模拟研究,对扩展单层MoS2新的应用领域具有指导意义。本文主要是针对单层MoS2的力学性能开展分子动力学模拟。本文分析了国内外关于单层MoS2的研究现状,总结其物理化学特性及其在相关领域的应用前景;对分子动力学进行了详细概述;并且基于MATLAB对单层MoS2进行参数化建模。最后,对单层MoS2进行了单轴拉伸模拟研究。本文利用SW势函数对单层MoS2进行x方向(扶手型AC方向)的单轴拉伸,结果表明:在温度、压强、时间步长和应变速率一定的情况下,不管模型构型是近似正方形还是长宽比不同,对单层MoS2的杨氏模量、泊松比、拉伸强度和极限应变等力学性能的影响不明显。而拉伸应变速率对其力学性能的影响与模型尺寸的影响相一致。研究了单层MoS2在1～800K温度下的力学性能,通过仿真得出:单层MoS2的拉伸断裂强度及杨氏模量均呈线性逐渐减小的趋势。而单层MoS2的拉伸强度随温度的变化趋势与其杨氏模量的变化趋势相似,其极限应变也随着温度的升高而逐渐的减小。并由实验可知,不管是扶手(AC)型还是锯齿(ZZ)型单层MoS2,其力学性能均对温度有很强的依赖性;而且随着温度的升高,单层MoS2沿AC和ZZ方向的拉伸断裂强度均呈现逐渐减小的趋势。此外,研究还表明:手性对单层MoS2杨氏模量存在着较大的影响,且随着温度升高,影响度有扩大的趋势,而手性对单层MoS2拉伸强度的影响度则相反。本论文较之相关文献,创新与特色主要有三点:首先,利用分子动力学模拟研究了 1 K-800 K温度范围内单层MoS2拉伸力学特性的变化,将结果与已有的在4.2K-500 K以及0-300 K的模拟结果进行对比分析,在温度效应对单层MoS2拉伸力学特性的影响方面有了更深入的了解。其次,研究手性效应对单层MoS2拉伸力学特性的影响进行了温度耦合。最后,利用分子动力学模拟研究了模型尺寸、拉伸应变速率对单层MoS2拉伸力学特性的影响,比较全面的分析了影响单层MoS2拉伸力学特性的因素。

关键词：二硫化钼力学性能分子动力学杨氏模量手性效应

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基于聚赖氨酸的新型抗肿瘤药物输送体系的研究

基于聚赖氨酸的新型抗肿瘤药物输送体系的研究

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作者：赵斌伟浙江大学

学位级别：硕士

抗肿瘤药物主要包括小分子抗肿瘤药物和大分子抗肿瘤药物。小分子中的氮芥药物是研究最早的抗肿瘤药物,其疗效差且毒性高。而大分子药物主要是指大分子键合药物和基因药物。大分子键合药物由于具有利用EPR效应靶向肿瘤的能力而得到大量... 详细信息

抗肿瘤药物主要包括小分子抗肿瘤药物和大分子抗肿瘤药物。小分子中的氮芥药物是研究最早的抗肿瘤药物,其疗效差且毒性高。而大分子药物主要是指大分子键合药物和基因药物。大分子键合药物由于具有利用EPR效应靶向肿瘤的能力而得到大量研究。大分子基因药物的主要问题在于其输送载体的选择,如何制备高效的载体是其研究的主要方向。鉴于目前小分子氮芥药物不存在EPR效应,无靶向性,药物疗效差且对正常组织和器官损伤严重的缺点,本文合成了基于聚赖氨酸(polylysine,PLL)的大分子氧氮芥键合前药,体外实验表明该药物能够在模拟体内条件下被还原为氮芥药物而发挥药效。该大分子氧氮芥药物对HepG2细胞的细胞毒性要弱于小分子苯丁酸氮芥,但在HepG2荷瘤裸鼠模型中,其抑瘤效果要明显好于苯丁酸氮芥,同时与小分子苯丁酸氮芥相比,这种新型的大分子氧氮芥药物还具有较低的毒性。因此,这个新型的大分子药物可能是一类新型的抗癌药物。聚赖氨酸是常用于基因输送的阳离子聚合物载体,其手性有可能是影响其基因转染效率的重要因素。为此,我们用3种不同手性的聚赖氨酸(PL)——PLL、PDL和PDLL和3种不同手性的环氧丙烷(PO)——(R)PO,(S)PO和(R,S)PO通过交叉反应得到9种具有不同的主链和侧链手性的聚合物,研究了载体手性与基因转染效率间的关系发现,聚合物主链手性对基因转染有重要影响;主链L构型聚合物与DNA形成的复合物纳米颗粒(polyplexes)的转染效率明显高于D和DL构型的聚赖氨酸,而侧链手性并没有此影响。进一步研究发现,L构型的聚合物/DNA复合物的转染效率高是由于其细胞内吞比D和DL聚赖氨酸的复合物更快。因此,本文对阳离子聚赖氨酸基因载体的研究具有一定的指导意义。

关键词：聚赖氨酸大分子氧氮芥药物 EPR效应基因输送手性效应基因转染

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Stability and chirality effect on twist formation of collapsed double wall carbon nanotubes

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中国有色金属学会会刊：英文版 2006年第B02期16卷 776-779页

作者：肖建亮刘彬黄永刚黄克智俞敏峰 Department of Engineering MechanicsTsinghua University Beijing 100084China Department of Mechanical and Industrial EngineeringUniversity of Illinois at Urbana-Champaign UrbanaIL 61801USA

This study is to reveal the effect of interlayer lattice registry on the formation of collapsed double wall carbon nanotubes (DWCNTs). It is found that collapsed carbon nanotubes can be energetically unstable, metastable or stable, depending mainly on the diameter of the CNT. A fully collapsed DWCNT can adopt different structural morphologies, such as a straight ribbon, a warping ribbon or a twisted ribbon, depending on the chirality of the CNT, which is similar to single wall carbon nanotubes (SWCNTs). Different from SWCNTs, this study also shows some unique phenomena in the formation of collapsed DWCNTs. A fully collapsed DWCNT can have different combinations of the interlayer lattice registry effect within the inner and outer tube, thus the outer tube can influence the formation of the collapsed CNT via lattice registry effect, sometimes even dominates the twist of the CNT.

关键词：双壁碳纳米管扭曲形成稳定性手性效应倒塌

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地球的空间不对称运动在生命起源与进化中的可能重要作用

地球的空间不对称运动在生命起源与进化中的可能重要作用

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中国空间科学学会第七次学术年会

作者：何裕建戚生初中国科学院研究生院化学与化工学院北京大学化学学院

地球的不对称运动是一个客观的事实,然而,其对应产生的手性力场的物理、化学和生物学效应却没有受到应有的关注。

关键词：地球不对称运动生命起源与进化手性效应周期性

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