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大语言模型在电催化领域中的应用

Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 7-14页

作者：张成翼王兴宇王子运奥克兰大学化学院新西兰奥克兰

大语言模型作为现代科技的杰出代表,已经在社会的各个领域产生了深远影响.这些模型由数十亿个神经元相互连接构建而成,集成了人类至今为止的丰富知识,具备与全球各地人们进行流畅、精确对话的卓越能力.其类人智能特性不仅使其能够应对... 详细信息

大语言模型作为现代科技的杰出代表,已经在社会的各个领域产生了深远影响.这些模型由数十亿个神经元相互连接构建而成,集成了人类至今为止的丰富知识,具备与全球各地人们进行流畅、精确对话的卓越能力.其类人智能特性不仅使其能够应对现代社会的各种挑战,更在多个科学领域中展现出巨大的应用前景.然而,目前大语言模型广泛应用的潜力尚未被完全挖掘.本文旨在深入探讨现代大语言模型在电催化领域的潜在应用,以期阐明这些人工智能驱动的模型如何助力科研人员深化对催化学科的理解,并推动催化剂的智能设计.通过对大语言模型在电催化领域应用的系统研究,我们期望能够为未来的科研工作提供新的思路和方法.本文首先分析了传统的实验法和多尺度模拟方法在催化研究中的局限性,包括资源消耗大、实验周期长、研究进展缓慢以及受人类自身能力限制等问题.随后,着重探讨了大语言模型在电催化研究中的显著优势,如突破人类认知界限、理论上具备无限知识累积能力等.尽管大语言模型展现出巨大的潜力,但仍面临泛化能力与领域专业性之间的权衡、文本限制等挑战.为应对这些挑战,本文进一步介绍了多模态大语言模型的发展及其在电催化研究中的具体应用,包括与实验者的直接互动、基于实验反馈的持续优化、预训练模型的微调以及结合视觉编码器实现多模态数据融合等.最后,强调了多模态大语言模型在光谱分析、实验路径设计、过渡状态搜索、分子结构设计、催化剂优化和问题诊断等方面的巨大潜力.总之,多模态方法在催化领域具有广泛的应用前景,能够整合多种数据源,为催化剂设计、反应机理研究和反应条件优化提供强大的工具和技术支持.最后,本文展望了大语言模型在科学研究中的作用和未来发展趋势.大语言模型在知识积累和效率提升方面展现出了出色的能力,但在创造全新知识方面,或许还无法与科学先驱相提并论.展望未来,大语言模型应当与实验和模拟方法深度融合,以增强其预测能力和多模态学习能力.通过这样的结合,大语言模型将能够更全面地辅助科学研究者,进而推动科学研究更迅速地发展.这一发展趋势不仅有助于提升科学研究的效率和准确性,还将为科学领域带来更多的创新和突破.

关键词：大语言模型电催化人工智能多模态大语言模型

手性多孔有机笼用作气相色谱固定相分离手性和非手性化合物

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色谱 2024年第9期42卷 891-902页

作者：黄斌陈娟王帮进章俊辉谢生明袁黎明云南师范大学化学化工学院云南昆明650500

多孔有机笼(POCs)是一种新型的多孔分子材料,具有明确的分子内腔结构、丰富的主客体识别能力和良好的溶解性,因而在分子识别、气体吸附、传感、催化、色谱分离等多个领域受到广泛关注。本文由四(4-醛基苯基)乙烯和(R,R)-1,2-环己二胺通... 详细信息

多孔有机笼(POCs)是一种新型的多孔分子材料,具有明确的分子内腔结构、丰富的主客体识别能力和良好的溶解性,因而在分子识别、气体吸附、传感、催化、色谱分离等多个领域受到广泛关注。本文由四(4-醛基苯基)乙烯和(R,R)-1,2-环己二胺通过席夫碱缩合反应合成了一种手性多孔有机笼(CPOC),采用静态涂敷法将其涂敷于毛细管柱内表面制备了气相色谱柱,测试了该柱对有机混合物、异构体以及手性化合物的分离能力。结果显示,该柱可以实现4种有机混合物(正构烷烃、芳香烃、正构醇和Grob混合物)中所有组分的基线分离;同时有9种二取代苯位置异构体以及包括结构异构和顺反异构在内的16种有机异构体在该柱上也获得了较好的分离。更重要的是,该柱还具有优秀的手性拆分性能,有12种手性化合物在该柱上得到了拆分,其中5种手性化合物(3-羟基丁酸乙酯、缬氨酸衍生物、谷氨酸衍生物、1,2-丁二醇二乙酸酯和1,2-环氧丁烷)获得了基线分离。将该柱与商品β-DEX 120柱的拆分效果相比,该柱可以拆分β-DEX 120柱不能拆分的3-羟基丁酸乙酯、缬氨酸衍生物、谷氨酸衍生物、1,2-环氧丁烷、环氧氯丙烷和环氧溴丙烷等6种手性化合物,说明其与β-DEX 120柱具有手性拆分互补性。研究表明,CPOC制备的毛细管柱对手性和非手性化合物都具有良好的分离能力。

关键词：气相色谱固定相手性分离多孔有机笼

刺激响应型罗丹明衍生物:酸致变色行为与动态信息显示

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中国科学:化学 2024年

作者：闫珍田雅琴吴依佳丁立平房喻陕西师范大学化学化工学院

刺激响应智能荧光材料是指通过施加不同的外界刺激(如热、pH、机械力等),材料自身的化学或物理性能发生相应变化的新型功能材料,广泛应用于荧光传感器、生物成像、信息加密、智能显示等领域.罗丹明及其衍生物因其环境敏感性和光学开关... 详细信息

刺激响应智能荧光材料是指通过施加不同的外界刺激(如热、pH、机械力等),材料自身的化学或物理性能发生相应变化的新型功能材料,广泛应用于荧光传感器、生物成像、信息加密、智能显示等领域.罗丹明及其衍生物因其环境敏感性和光学开关特性而受到广泛关注.本工作开发了一种苯基桥连的双罗丹明衍生物2RE,对三氟乙酸(TFA)展示了明显的酸致变色行为,呈现比色/荧光双模式响应且强度变化具有时间依赖性.通过交替加入TFA和三乙胺(TEA),可调节该材料的荧光颜色在无色和橙红色之间进行变换,开发了“关闭-开启”(off-on)和“开启-关闭”(on-off)的双模式酸致变色材料,可循环切换至少15次.基于酸致变色这一特性,该材料在溶液相和纸质材料上展现了动态荧光多信息显示和信息存储的应用潜力.

关键词：刺激响应荧光智能材料罗丹明衍生物酸致变色

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线粒体靶向近红外AIE光敏剂的研究进展

中国科学:化学 2024年

作者：庄家宝李楠赵娜陕西师范大学化学化工学院

光诊疗作为一种非侵入性诊断治疗一体化抗癌策略,近年来备受关注.线粒体作为细胞能量工厂,在癌症治疗中展现出巨大潜力.聚集诱导发光(AIE)光敏剂因其在聚集态下具有荧光增强和活性氧生成能力增强等优点,在线粒体靶向光诊疗中展现出巨大... 详细信息

光诊疗作为一种非侵入性诊断治疗一体化抗癌策略,近年来备受关注.线粒体作为细胞能量工厂,在癌症治疗中展现出巨大潜力.聚集诱导发光(AIE)光敏剂因其在聚集态下具有荧光增强和活性氧生成能力增强等优点,在线粒体靶向光诊疗中展现出巨大的应用前景.与可见光相比,近红外(NIR)光具有更高的空间分辨率、更深的生物组织穿透深度等特性,在生物医学应用方面展现出独特优势.然而,将AIE光敏剂与NIR特性相结合,开发用于癌症诊断和治疗的线粒体靶向NIR AIE光敏剂仍然是一个重大挑战.本文将概述近年来线粒体靶向NIR AIE光敏剂的研究进展,包括本课题组的贡献,并探讨开发线粒体靶向NIR AIE光敏剂所面临的挑战,旨在为NIR光敏剂的构建以及癌症精准诊疗提供新的思路.

关键词：聚集诱导发光近红外光敏剂线粒体光诊疗

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苯甲酰吡啶盐类有机电极材料的研究进展

中国科学:化学 2024年

作者：陈玲李鸿焱王秀娟何晓明陕西师范大学化学化工学院

发展绿色高效的电化学储能系统是实现可持续能源经济的重要措施之一.生物衍生有机氧化还原活性材料直接来源于生物体内的天然分子及其衍生物,具有资源丰富、环境友好、结构多样等优势,对开发高性能、低成本、绿色环保的可持续储能系统... 详细信息

发展绿色高效的电化学储能系统是实现可持续能源经济的重要措施之一.生物衍生有机氧化还原活性材料直接来源于生物体内的天然分子及其衍生物,具有资源丰富、环境友好、结构多样等优势,对开发高性能、低成本、绿色环保的可持续储能系统意义重大.羰基吡啶盐作为一类新兴的生物衍生骨架,是生物体内电子传递载体NAD+/NADH序列中的关键结构单元,能够可逆地接受2个电子,具有优异的电化学活性和结构可修饰性.本文总结了生物衍生羰基吡啶盐类电极材料的设计思路、研究现状以及结构与性能之间的构效关系,阐述其在液流电池和碱金属电池等储能体系中的应用,最后展望羰基吡啶盐类电极材料的发展方向、面临的挑战以及改进方法等.本文为新型可持续有机电极材料的发展提供了新的思路.

关键词：羰基吡啶盐生物衍生有机电极材料电化学储能

荧光碳点基多通道传感器阵列快速鉴别金属离子

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中国科学:化学 2024年

作者：高洁廖俊宇朱效华刘美玲张友玉姚守拙湖南师范大学化学化工学院

传感器阵列也称为“电子鼻”,是模拟哺乳动物的嗅/味觉系统发展的一种传感体系,可以同时获取多维信息,在混合物鉴定中表现出明显的优势,显著提高分析效率.本文利用三色荧光碳点同时作为识别单元和信号报告单元,开发了一种多通道传感器... 详细信息

传感器阵列也称为“电子鼻”,是模拟哺乳动物的嗅/味觉系统发展的一种传感体系,可以同时获取多维信息,在混合物鉴定中表现出明显的优势,显著提高分析效率.本文利用三色荧光碳点同时作为识别单元和信号报告单元,开发了一种多通道传感器阵列用于区分复杂体系中金属离子.分别以柠檬酸为碳源,通过改变合成方法与功能单体合成三种荧光碳点,三种碳点表现出互不干扰的荧光,并且三种碳点表面含有不同的官能团,与金属离子发生不同的相互作用,进而产生不同的荧光响应.通过多元统计技术识别数据集,可成功区分14种金属离子.此外,构建的传感器阵列可成功区分二元、三元、四元金属离子混合物,并且可用于区分血清、唾液以及环境水样中金属离子.

关键词：传感器阵列多通道碳点金属离子

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梁启超的文明观

华东师范大学学报（哲学社会科学版） 2024年第4期56卷 26-39,178,179页

作者：高力克浙江大学国际文化学系杭州310012

“文明”在近代中国的传播,梁启超厥功至伟。从清末到五四,梁启超的文明观经历了深刻的变迁。变法时期,他以“文明”为社会进步的方向,视法律为文明的基础而呼唤变法。流亡日本时期,他受福泽谕吉文明论的影响,以“文明”为中国现代化的... 详细信息

“文明”在近代中国的传播,梁启超厥功至伟。从清末到五四,梁启超的文明观经历了深刻的变迁。变法时期,他以“文明”为社会进步的方向,视法律为文明的基础而呼唤变法。流亡日本时期,他受福泽谕吉文明论的影响,以“文明”为中国现代化的目标,倡言以“新民”促进中国的文明化。他晚年著《欧游心影录》,其思想关切从为国族“富强”而追慕西方现代文明,转向回望中国传统,从孔老墨寻求人的“安身立命”的人生意义。他的思想旨趣,亦从以现代化批判传统,转向以传统批判现代性。晚年梁启超论及“文明”,已不再是以西方为典范的单数文明,而是以平等视点中的复数文明论述中西文明问题,主张中西文明互鉴互补,再造一种新型人类文明。这种在反思现代性基础上再造新文明的新文明观,表征着五四后一种新启蒙思想的兴起。

关键词：梁启超文明现代化传统人生

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RNA结合蛋白的组学解析与功能探索

化学学报 2024年第1期82卷 53-61页

作者：曾如馨陈鹏北京大学化学与分子工程学院化学生物学系、北京大学合成与功能生物分子中心北京100871

转录后调控在生理过程中占据十分重要的地位,其分子机制包含大量的核糖核酸(RNA)与蛋白质之间的相互作用.在RNA的整个生命周期中,RNA结合蛋白(RBPs)是相当关键的参与者和执行者,影响了细胞生理过程的运行及机体稳态的维持.研究RNA结合... 详细信息

转录后调控在生理过程中占据十分重要的地位,其分子机制包含大量的核糖核酸(RNA)与蛋白质之间的相互作用.在RNA的整个生命周期中,RNA结合蛋白(RBPs)是相当关键的参与者和执行者,影响了细胞生理过程的运行及机体稳态的维持.研究RNA结合蛋白质组,可以为发掘生物标志物、寻找疾病治疗的靶标提供重要信息.近年来,捕捉RBPs的手段推陈出新,从只能富集特定RNA的结合蛋白发展至可以实现全局性的RBPs鉴定,并对RBP的性质如空间分布、翻译后修饰所产生的影响进行了探索.聚焦于RBPs的组学解析手段以及功能蛋白质组探索,介绍现有的技术,总结技术特点并分析其所存在的问题,最后展望RBP组学研究技术改进的方向和应用前景.

关键词：核糖核酸(RNA)结合蛋白 RNA结合蛋白质组相分离空间分布翻译后修饰

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共价有机骨架在高性能锂离子电池负极材料中的应用

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高等学校化学学报 2024年第3期45卷 114-124页

作者：张晋恺李佳莉刘晓明母瀛吉林大学化学学院长春130012

通过缩合聚合反应制备了两种热稳定性高、结晶性好和比表面积大的共价有机骨架(COF-1,COF-2)材料.将它们作为锂离子电池(LIBs)负极材料时,均表现出较高的可逆容量(经过150次循环后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为484和327 mA·h/g)、... 详细信息

通过缩合聚合反应制备了两种热稳定性高、结晶性好和比表面积大的共价有机骨架(COF-1,COF-2)材料.将它们作为锂离子电池(LIBs)负极材料时,均表现出较高的可逆容量(经过150次循环后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为484和327 mA·h/g)、出色的倍率性能(2和10 A/g电流密度下,COF-1和COF-2的可逆容量分别为296,180 mA·h/g和265,166 mA·h/g)、超大电流密度下的工作能力(5 A/g电流密度下循环2000次,COF-1和COF-2的充电比容量分别为572和332 mA·h/g)以及极端温度下的运行性能(50和‒15℃环境中循环40次后,COF-1和COF-2的充电比容量分别为2101,218 mA·h/g和1760,172 mA·h/g).两种COF均具有随着充放电的持续进行,电化学活性基团被激活的能力,COF-1和COF-2在不添加导电剂的情况下循环400次,充电比容量分别从23和16mA·h/g增长到45和31mA·h/g;通过对实验数据的分析,证明了在大电流密度以及高温环境等能使离子扩散速率加快的条件下,更有利于这种激活效应的发生.通过对比两种COF材料,发现含有三嗪环结构的COF-1的储锂性能及电化学反应动力学性质优于全部为苯环结构的COF-2,表明芳香环中的C=N可能是一种具有较高电化学活性的基团.

关键词：共价有机骨架锂离子电池负极材料比容量上升电化学活性