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纳微尺度流体传质与反应特性探索

中国科学：化学 2024年第1期54卷 3-20页

作者：张志炳李亚栋张锁江张涛李灿费维扬曹湘洪陈懿南京大学化学化工学院南京210023 清华大学化学系北京100084 中国科学院过程工程研究所北京100190 中国科学院北京100864 中国科学院大连化学物理研究所大连116023 清华大学化学工程系北京100084 中国石化集团公司北京100728 南京延长反应技术研究院南京211899 安徽师范大学芜湖241000 河南大学郑州450046

多相反应体系颗粒的运动及其相界面上的理化特性对于分子扩散、能量传输和反应转化起着决定性作用,它直接决定着整个化学转化过程的能耗、物耗甚至过程安全.本文简要介绍过去20年来南京大学团队及同行们在多相反应体系纳微流体及其界面... 详细信息

多相反应体系颗粒的运动及其相界面上的理化特性对于分子扩散、能量传输和反应转化起着决定性作用,它直接决定着整个化学转化过程的能耗、物耗甚至过程安全.本文简要介绍过去20年来南京大学团队及同行们在多相反应体系纳微流体及其界面性质与反应强化方面开展的一些探索工作,包括纳微流体界面传质与反应增强效应;单个纳微气泡的结构、运动、传质和反应特性;动态、非线性和非平衡特征;纳微流体颗粒的测试与表征;纳微气–液(水溶液)体系的羟基自由基检测及其新化学效应;以及纳微流体在反应强化方面的应用等.研究表明,纳微流体具有明显区别于宏观流体的理化特性,是一个极具挑战性的新兴领域,亟需进行深入研究和开发.在理论方面,需要在考虑动态、非平衡和尺度效应的基础上对经典的物理化学和平衡热力学的相关理论进行修正与拓展;在实验方面,需要设计和建立适用于纳微流体、动态、原位和多因子测试的仪器和表征系统;在应用方面,需要发明可大规模制备(10^(3)~10^(6)m^(3)h^(-1))和调控纳微颗粒尺度、特别是在大气液比(如5:1~100:1)情况下的纳微界面发生装置,同时开发面向千差万别应用场景的纳微流体反应器平台及操控系统.

关键词：纳微流体纳微气泡自由基检测传质反应强化

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有机废物水热转化设备与技术研究进展

化工进展 2024年第7期43卷 3672-3691页

作者：胡锐李先如朴玮玲冯盼罗磊罗刚卫皇曌刘振刚张士成复旦大学环境科学与工程系上海200438 中国科学院大连化学物理研究所辽宁大连116023 中国科学院生态环境研究中心北京100085 上海市有机固废污染控制与资源化专业技术服务平台上海200438 上海市大气颗粒物污染防治重点实验室上海200433 上海污染控制与生态安全研究院上海200092

热驱动的水热转化技术是一种典型的热化学反应工程技术。该技术可在治理有机废物的同时回收有价资源,是实现双碳目标的重要途经。本文以有机废物为对象,首先梳理了水热技术的整体发展脉络,介绍了水热转化技术在有机废物转化中的典型类... 详细信息

热驱动的水热转化技术是一种典型的热化学反应工程技术。该技术可在治理有机废物的同时回收有价资源,是实现双碳目标的重要途经。本文以有机废物为对象,首先梳理了水热技术的整体发展脉络,介绍了水热转化技术在有机废物转化中的典型类别和特征,并阐述了亚临界水和超临界水的性质;随后回顾了水热转换设备的发展,强调了工程应用中的典型水热转化设备并分析了设备研发中需注意的潜在问题;分析了水热转化技术在有机废物治理和资源回收上的典型案例。最后对有机废物水热转化现存挑战作出分析,指出实际环境中复杂水质引发的设备腐蚀、特定产物所需高效催化剂的研制、过程污染物的产生和难以协调的技术经济可行性仍是该技术的制约条件。本文旨在为有机废物水热转化工程实践提供理论和技术参考。

关键词：热化学反应工程水热机理反应设备资源回收污染物治理

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用溶液型磷酸酯钕催化合成高顺式丁戊橡胶

合成橡胶工业 2024年第5期47卷 373-377页

作者：兰莹张华强董静张松波刘丕博胡雁鸣周光远中国科学院大连化学物理研究所能源材料研究部辽宁大连116023 中国石油石油化工研究院兰州化工研究中心兰州730060

使用溶液型磷酸二(2-乙基己基)酯钕为主催化剂、烷基铝为助催化剂、氯化铝为第3组分,构建了均相磷酸酯稀土催化体系并用于催化丁二烯和异戊二烯进行共聚合,研究了烷基铝和氯化铝的组成及用量、催化剂用量和单体投料配比对共聚物性能的... 详细信息

使用溶液型磷酸二(2-乙基己基)酯钕为主催化剂、烷基铝为助催化剂、氯化铝为第3组分,构建了均相磷酸酯稀土催化体系并用于催化丁二烯和异戊二烯进行共聚合,研究了烷基铝和氯化铝的组成及用量、催化剂用量和单体投料配比对共聚物性能的影响。结果表明,该催化体系可以高效催化丁二烯和异戊二烯的共聚合反应,所得聚合物为具有立构规整性、窄分子量分布的高顺式无规丁戊橡胶;当烷基铝为二异丁基氢化铝时,催化体系表现出可逆配位链转移聚合特征,每一个钕原子可产生高达10.3条聚合物分子链。

关键词：丁戊橡胶磷酸酯钕顺式-1,4-结构含量可逆配位链转移丁二烯异戊二烯分子量及其分布

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转板式单重态氧发生器的实验研究

强激光与粒子束 1997年第2期9卷 249-252页

作者：李富岭刘万发陈方李彬陈文武宋雪琴吴树源吕国胜邵明君杨柏龄庄琦中科院大连化学物理研究所

实验研究了转板式Ｏ２（１Δ）发生器Ｃｌ２利用率，Ｏ２（１Δ）产率依赖于其他工作参数变化的规律，并进行了综合分析，给出了发生器中Ｃｌ２的最佳工作分压约为２．

关键词：激光器化学激光器转板式重态氧发生器 COIL

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“超快光学”专题前言

光学学报 2024年第17期44卷 1-2页

作者：魏志义陆培祥刘运全中国科学院物理研究所华中科技大学北京大学

从时间维度探索和认识发生在微观世界的超快过程，是科学家研究科学现象、发现科学规律的核心内容，超短超强激光技术为超快科学研究提供必要的研究工具。1999年，美国加州理工学院Ahmed H. Zewail教授因为采用飞秒激光研究发生在分子...

从时间维度探索和认识发生在微观世界的超快过程，是科学家研究科学现象、发现科学规律的核心内容，超短超强激光技术为超快科学研究提供必要的研究工具。1999年，美国加州理工学院Ahmed H. Zewail教授因为采用飞秒激光研究发生在分子层面的化学反应过程而获得诺贝尔化学奖。2001年，科学家实现了阿秒激光脉冲的产生，这进一步促进了电子动力学研究，从而将超快科学的研究视野扩展到了新的时代。由于核外电子的转动时间在阿秒量级，而电子绕核的运动是物理、化学、生物等学科的共同基础问题，电子运动的机制决定着物质的属性，因此阿秒脉冲为揭秘物质世界更为本质的科学现象与规律提供了更为先进的手段，在原子分子物理、凝聚态物理、化学反应动力学、生物分子中的电荷转移学等方面正得到越来越多的应用，正因如此，2023的诺贝尔物理学奖授予了阿秒光脉冲产生的实验研究。

关键词：

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玻璃钢转板单重态氧发生器的研究

强激光与粒子束 1997年第3期9卷 429-432页

作者：李富岭吴树源顾成洲刘万发陈方陈文武宋雪琴吕国胜邵明君杨柏龄庄琦中科院大连化学物理研究所

研究了作为化学氧碘激光器能源的转板式Ｏ２（１Δ）发生器非金属化的可行性。实验结果表明，采用玻璃钢转板代替不锈钢转板是可行的，有助于ＣＯＩＬ小型化和实用化。

关键词：化学氧碘激光器玻璃钢转板重态氧发生器

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银纳米一维复式阵列表面等离激元光谱性质

光谱学与光谱分析 2024年第8期44卷 2137-2145页

作者：张钦秀王鹏飞张悦王婷王玮熊涛孙诚大连大学物理科学与技术学院辽宁大连116622 辽宁省光电信息技术工程实验室辽宁大连116622

纳米尺寸的贵金属在入射光的激发下能够产生表面等离激元效应,即光在金属表面与电子发生耦合,引起金属表面自由电子集体震荡的现象。当自由电子的震荡频率与入射光的频率相同时,可以引起等离激元共振,产生独特的光谱特性。贵金属纳米颗... 详细信息

纳米尺寸的贵金属在入射光的激发下能够产生表面等离激元效应,即光在金属表面与电子发生耦合,引起金属表面自由电子集体震荡的现象。当自由电子的震荡频率与入射光的频率相同时,可以引起等离激元共振,产生独特的光谱特性。贵金属纳米颗粒的等离激元共振效应在物理、化学、生物等各个领域具有广泛应用。基于银纳米颗粒,提出一种一维复式阵列结构,利用时域有限差分方法研究该贵金属阵列的表面等离激元性质。在该结构中,以SiO_(2)为基底,两种不同的银纳米颗粒沿y轴方向放置在SiO_(2)基底的表面上,形成一维复式阵列,平面波入射光沿z轴负方向垂直入射。实验观察到,在300~1200 nm的波长范围内,该复式阵列结构的表面等离激元能够被有效激发,在其吸收光谱上有两个等离激元共振峰。通过调节该结构纳米颗粒的尺寸、形状和阵列周期等结构参数,等离激元共振峰和电磁场模式均发生有规律的变化。此外,固定其中一个银纳米颗粒不变,改变另一颗粒尺寸,可以发现其吸收曲线的两个共振峰发生不同的变化,结合电场图可以得出两个峰所对应的等离激元共振具有不同的电磁场模式。通过改变其中一个银纳米颗粒的形状,如四棱锥、球体、圆柱体和正方体,可以发现当颗粒形状发生变化时,两个共振峰对应的波长均不发生变化,但是不同颗粒形状所产生的电场分布明显不同,底面处的相对电场强度差别也很明显,依此同样可以验证其吸收曲线存在两个不同电磁场模式的共振峰。研究结果对基于贵金属纳米颗粒阵列结构表面等离激元器件的设计研究工作具有一定意义。

关键词：表面等离激元贵金属时域有限差分

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天然高分子抗菌水凝胶伤口敷料研究进展

高分子通报 2024年第10期37卷 1337-1353页

作者：张广明王保平程萍范治平韩军聊城大学生物制药研究院聊城252059 聊城高新生物技术有限公司聊城252059

天然高分子包括多糖和蛋白质等,其来源广泛且具有丰富的功能基团、易于改性,部分天然高分子还兼具抗菌性能和独特生物学性能,这些特点使其在制备抗菌水凝胶敷料中颇具优势。天然高分子水凝胶通常具有良好的生物相容性、可降解性和亲水性... 详细信息

天然高分子包括多糖和蛋白质等,其来源广泛且具有丰富的功能基团、易于改性,部分天然高分子还兼具抗菌性能和独特生物学性能,这些特点使其在制备抗菌水凝胶敷料中颇具优势。天然高分子水凝胶通常具有良好的生物相容性、可降解性和亲水性等,其三维结构为抗菌物质提供了理想的负载空间。对于抗菌水凝胶敷料的制备,除了材料的选择,交联策略的设计也至关重要。本文详细汇总了近年来天然高分子抗菌水凝胶敷料的制备方法,包括化学交联、物理交联以及杂化交联等;并且根据抗菌性能的来源,将其分为固有抗菌性能的天然高分子水凝胶和负载抗菌物质的天然高分子水凝胶,进而对这两种水凝胶敷料在医疗、健康等领域的应用进行了详细阐述;最后,对天然高分子抗菌水凝胶现存研究瓶颈进行分析并对其未来发展机遇进行展望。

关键词：天然高分子抗菌水凝胶伤口敷料

细胞转录组学和代谢组学整合策略表征突变影响谷氨酰胺合成酶酶活的关键代谢通路

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色谱 2024年

作者：凌婷石京冯婷泽裴劭君李思怿朴海龙中国科学院大连化学物理研究所中国科学院分离分析重点实验室中国科学院大学中国医科大学生命科学学院生物化学和分子生物学教研室中国医科大学附属肿瘤医院胸外科肿瘤研究所辽宁省肿瘤医院暨研究所

谷氨酰胺合成酶（GS）是细胞中唯一可以从头合成谷氨酰胺的酶，在癌症代谢中扮演着重要角色。GS酶活缺陷突变往往导致严重的代谢疾病甚至是死亡。理解GS酶活降低对生理功能的影响可能为靶向治疗提供新的方向，同时对其内在机制的探索可... 详细信息

谷氨酰胺合成酶（GS）是细胞中唯一可以从头合成谷氨酰胺的酶，在癌症代谢中扮演着重要角色。GS酶活缺陷突变往往导致严重的代谢疾病甚至是死亡。理解GS酶活降低对生理功能的影响可能为靶向治疗提供新的方向，同时对其内在机制的探索可以为治疗干预开辟新的途径。已报道的GS酶活缺陷突变包括R324C（第324位精氨酸突变为半胱氨酸）和R341C（第341位精氨酸突变为半胱氨酸）等，本研究新发现了GS的另一个酶活缺陷突变位点K241（第241位赖氨酸）。为了探究GS酶活缺陷突变带来的影响，本研究利用双组学技术对GS的酶活缺陷突变R324C和K241R（第241位赖氨酸突变为精氨酸）在肺癌细胞中的功能进行研究，通过对转录组和代谢组数据的整合揭示了GS酶活缺陷突变对一些重要生物过程的显著影响。GS的缺陷突变阻碍了细胞周期和多种氨基酸代谢途径。除了谷氨酰胺合成受到抑制，精氨酸-脯氨酸代谢、甘氨酸-丝氨酸-酪氨酸代谢以及天冬氨酸-谷氨酸-丙氨酸代谢在GS突变的细胞中表现出更强的活力，同时，氨酰-tRNA的生物合成途径也显著被激活。进一步的研究发现，GS酶活缺陷带来氨基酸代谢的改变源自谷氨酸的重新定向和相关代谢酶的表达变化，同时，氨酰-tRNA生物合成的激活源自谷氨酰胺在GS酶活缺陷细胞中带来的能量应激激活了特定蛋白的表达，如转录因子4(ATF4)。此外，细胞表型实验表明，GS酶活缺陷细胞的迁移能力低于野生型细胞。以上结果揭示了GS酶活缺陷突变体细胞中的代谢重编程现象，突出了癌细胞代谢的复杂性和适应性。

关键词：谷氨酰胺合成酶突变转录组学代谢组学肺癌谷氨酰胺