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Ga_(2-x)Fe_(x)O_(3) 单相多铁性及室温磁电耦合效应的研究进展

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中国陶瓷 2024年第3期60卷 1-11页

作者：张军马建春薛武红吕梁学院化学与化工系吕梁033001 山西师范大学磁性分子与磁信息材料教育部重点实验室太原030006

在单相多铁材料中,利用电场代替磁场来可逆控制磁性这一手段是实现下一代高密度、低功耗磁电多功能器件的理想方法。然而,目前所发现的单相多铁材料大多数都表现出了弱的室温铁电性、铁磁性或者低于室温的磁电工作温度,这严重限制了其... 详细信息

在单相多铁材料中,利用电场代替磁场来可逆控制磁性这一手段是实现下一代高密度、低功耗磁电多功能器件的理想方法。然而,目前所发现的单相多铁材料大多数都表现出了弱的室温铁电性、铁磁性或者低于室温的磁电工作温度,这严重限制了其在实际生产中的应用。近年来的研究发现,具有强磁电(ME)耦合的第Ⅱ类室温单相多铁Ga_(2-x)Fe_(x)O_(3),其剩余铁电极化强度(Pr)和饱和磁化强度(Ms)在最优的条件下分别可以达到25μC/cm^(2)和1.2μB/f.u.,因而是一种极有可能同时解决上述问题的新型替代材料。首先介绍了单相多铁材料的研究现状以及潜在的应用;然后总结了Ga_(2-x)Fe_(x)O_(3)材料单相多铁性和ME耦合效应的研究历程;最后,围绕Ga_(2-x)Fe_(x)O_(3)未来面临的关键科学问题和挑战进行了详细讨论。

关键词：单相多铁性 Ga_(2-x)Fe_(x)O_(3) 铁电性铁磁性磁电耦合

基于反应动力学的计算机辅助碳捕集有机胺溶剂设计

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 520-527页

作者：向晟刘奇磊张磊都健大连理工大学化工学院化工系统工程研究所智能材料化工前沿科学中心大连116024

碳捕集技术的发展对于实现碳达峰与碳中和意义重大。有机胺作为一种常用的二氧化碳(CO_(2))吸收剂备受关注,然而常用的有机胺溶剂仍存在化学吸收反应动力学较差等问题。该文提出一种集成反应动力学模型与数学规划方法的计算机辅助碳捕... 详细信息

碳捕集技术的发展对于实现碳达峰与碳中和意义重大。有机胺作为一种常用的二氧化碳(CO_(2))吸收剂备受关注,然而常用的有机胺溶剂仍存在化学吸收反应动力学较差等问题。该文提出一种集成反应动力学模型与数学规划方法的计算机辅助碳捕集有机胺溶剂设计框架。首先,基于量子化学方法,构建可调控有机胺化学吸收CO_(2)的活化Gibbs自由能的反应动力学模型。其次,利用过渡态初猜结构生成方法,集成反应动力学模型与数学规划方法,自动、反向及优化设计有机胺分子结构,使有机胺分子结构的活化Gibbs自由能最小且满足其他性质要求。最后,通过相互作用区域指示函数验证有机胺设计结果在反应动力学方面的合理性。相比于工业上常用的乙醇胺,该框架设计得到的最优有机胺活化Gibbs自由能降低了10.7%,具有更快的化学吸收反应动力学速率。研究结果验证了设计框架可行有效,有助于碳捕集有机胺的研究。

关键词：胺类碳捕集计算机辅助分子设计反应动力学过渡态

基于合成后修饰策略构建高灵敏度和选择性金属有机骨架基荧光静默系统用于抗坏血酸的检测

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无机化学学报 2024年第4期40卷 823-833页

作者：张婕刘欣李梓欣裴玉婷杨宇琦李慧敏刘志强太原工业学院化学与化工系太原030008 南开大学化学学院先进能源材料化学教育部重点实验室天津300071 安庆师范大学化学化工学院光电磁功能材料安徽省重点实验室安庆246133

成功制备了一种在水溶液中表现出优异荧光性能和稳定结构的三维荧光金属有机骨架[Cd(L)(H_(2)O)_(0.5)]·DMF·2.5H_(2)O(1),其中H_(2)L=3-(四唑-5-基)三唑。1在识别Cr(Ⅵ)离子过程中表现出明显的荧光猝灭现象,并形成“开-关”荧光静默... 详细信息

成功制备了一种在水溶液中表现出优异荧光性能和稳定结构的三维荧光金属有机骨架[Cd(L)(H_(2)O)_(0.5)]·DMF·2.5H_(2)O(1),其中H_(2)L=3-(四唑-5-基)三唑。1在识别Cr(Ⅵ)离子过程中表现出明显的荧光猝灭现象,并形成“开-关”荧光静默体系(Cr_(2)O_(7)^(2-)@1),该体系可以快速检测水溶液中的Cr(Ⅵ)离子,这是Cr(Ⅵ)的紫外吸收光谱和1的激发光谱重叠而导致的福斯特共振能量转移(FRET)。此外,通过消除FRET的作用,Cr_(2)O_(7)^(2-)@1的荧光强度可以恢复或超越原始值,从而实现对水体系中抗坏血酸(AA)的高选择性和灵敏度的荧光检测。同时,Cr_(2)O_(7)^(2-)@1体系可以成功检测维生素C片中的AA,回收率为98.20%~103.33%,相对标准偏差(RSD)为1.78%~3.42%。基于此,构建了以AA和铬(Ⅵ)为化学输入的荧光“IMPLICATION”分子逻辑门。

关键词：荧光静默系统金属有机骨架 Cr(Ⅵ) 抗坏血酸

pH响应型自门控Fe_(3)O_(4)@SiO_(2)材料的合成及载药应用研究

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化学研究与应用 2024年第7期36卷 1545-1552页

作者：王灵晓韦皖豫范琪乔洁李宁波太原工业学院化学化工系山西太原030008 山西医科大学基础医学院山西太原030001

采用改进的Stober法制备了介孔硅包覆的磁性纳米材料,然后通过枝接的方法对材料表面进行了氨基化处理。将氨基化的介孔硅磁性材料与4-甲酰基苯甲酸结合形成醛基功能化的磁性介孔硅材料(CHOMMNPs),并与药物阿霉素(DOX)形成了pH响应型自... 详细信息

采用改进的Stober法制备了介孔硅包覆的磁性纳米材料,然后通过枝接的方法对材料表面进行了氨基化处理。将氨基化的介孔硅磁性材料与4-甲酰基苯甲酸结合形成醛基功能化的磁性介孔硅材料(CHOMMNPs),并与药物阿霉素(DOX)形成了pH响应型自门控载药复合材料(CHO-MMNPs/DOX)。通过透射电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪和振动样品磁强仪等技术手段对复合材料的结构、性能和形貌进行了表征。结果显示,复合材料具有良好的形貌和单分散性,并具有超顺磁性。载药和释药实验表明,CHOMMNPs具有良好的载药性能,CHO-MMNPs/DOX在药物释放过程中表现出pH响应性和药物控释性。细胞毒性和荧光成像实验结果显示,复合材料具有良好的生物兼容性,能够成功地载药并被细胞摄取。

关键词：磁性纳米粒子介孔硅 pH响应阿霉素

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混合微生物体系降解多环芳烃研究进展

生物工程学报 2024年

作者：刘羿洋王璐贾晓强天津大学化工学院生物化工系系统生物工程教育部重点实验室中国石油集团科学技术研究院有限公司

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons， PAHs)指含两个或两个以上苯环的芳烃，其“致癌、致变、致畸”作用引起了严重的环境问题。微生物降解作为PAHs污染的修复方式之一，具有成本低、效率高、环境友好等优点。而相比于传统的... 详细信息

多环芳烃(polycyclic aromatic hydrocarbons， PAHs)指含两个或两个以上苯环的芳烃，其“致癌、致变、致畸”作用引起了严重的环境问题。微生物降解作为PAHs污染的修复方式之一，具有成本低、效率高、环境友好等优点。而相比于传统的单一菌株降解，混合微生物体系通常降解效果更好，适应性和抗逆性更强。本文综述了从自然环境中获得的各种PAHs降解天然混菌体系，基于不同单菌成员的降解或其他特性构建的人工混菌体系，对各混菌体系的条件优化方法以及对实际污染场地进行修复的研究进展，并对混合微生物体系降解多环芳烃的未来发展方向进行了展望。

关键词：多环芳烃微生物修复混菌体系基因工程降解机理

基于低浓度甲烷富集的变压吸附工艺流程优化模拟

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过程工程学报 2024年第8期24卷 884-893页

作者：邱明俊李小敏尚华杨江峰李晋平太原理工大学化学工程与技术学院山西太原030024 太原工业学院化学与化工系山西太原030008

甲烷富集是开发利用低浓度煤层气的必要措施,变压吸附技术以其低能耗、低成本成为研究热点。基于Aspen adsorption流程模拟软件研究了氮气选择性吸附剂MIL-100(Cr)和甲烷选择性吸附剂Silicalite-1在常规双塔六步真空变压吸附(VPSA)工艺... 详细信息

甲烷富集是开发利用低浓度煤层气的必要措施,变压吸附技术以其低能耗、低成本成为研究热点。基于Aspen adsorption流程模拟软件研究了氮气选择性吸附剂MIL-100(Cr)和甲烷选择性吸附剂Silicalite-1在常规双塔六步真空变压吸附(VPSA)工艺和增加缓冲罐优化的VPSA工艺下富集低浓度甲烷的过程。模拟结果表明增加缓冲罐优化的VPSA工艺可以有效提升甲烷回收率,在MIL-100(Cr)上甲烷回收率提升表现优于Silicalite-1。采用单次循环效率综合指标定量分析了吸附剂类型和工艺对甲烷富集效果的影响,增加缓冲罐优化的VPSA工艺在MIL-100(Cr)吸附剂上的单次循环效率提升超过30个百分点,Silicalite-1吸附剂单次循环效率降低1个百分点。综合分析表明Silicalite-1吸附剂适用于常规VPSA工艺富集低浓度甲烷,而MIL-100(Cr)吸附剂更适合增加缓冲罐优化的VPSA工艺富集低浓度甲烷。

关键词：甲烷/氮气分离煤层气变压吸附多孔材料

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基于极端微生物的生物制造

合成生物学 2024年

作者：邵明威孙思勉杨时茂陈国强清华大学化工系教育部工业生物催化重点实验室清华大学生命科学学院清华大学合成与系统生物学中心

以微生物或酶为基础的生物制造，正以其绿色、环保、可持续等优势逐渐替代以化石燃料为原料的传统化工生产模式。然而，传统工业生物技术在易染菌、设备复杂、难以连续发酵等劣势。相较而言，“下一代工业生物技术（NGIB）”利用以嗜盐... 详细信息

以微生物或酶为基础的生物制造，正以其绿色、环保、可持续等优势逐渐替代以化石燃料为原料的传统化工生产模式。然而，传统工业生物技术在易染菌、设备复杂、难以连续发酵等劣势。相较而言，“下一代工业生物技术（NGIB）”利用以嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌等极端微生物作为底盘细胞，使用廉价底物生产多种高附加值产品，具有开放、无需灭菌、连续发酵等优点。本文介绍了嗜盐菌、嗜热菌和嗜酸碱菌极端微生物的定义以及在高盐、高温极度酸碱等极端环境下快速生长的特性。随后总结了目前极端微生物的基因工程手段例如启动子工程、以CRISPR为代表的基因编辑技术、命运共同体策略、稳定质粒载体等，代谢工程手段例如增加碳源前体、敲除旁路代谢、减少副产物、提高转运等，以及极端微生物生产的多种产品例如PHA、蛋白质、氨基酸及小分子衍生物等。同时概况了目前在极端微生物底盘细胞改造过程中仍存在的问题，如缺乏多种优秀的质粒载体、质粒转化效率低、缺乏高效基因编辑技术以及其他非嗜盐菌生长发酵周期较长等，并提出了相应的解决策略。最后展望了如何充分利用不同类型极端微生物的特性生产优势产品，推动下一代工业生物技术的发展与完善，实现绿色、环保、可持续的生物制造。

关键词：极端微生物嗜盐菌下一代工业生物技术生物制造 PHB 基因工程代谢工程合成生物学无灭菌发酵非粮生物原料

pH响应型磁性纳米复合材料的合成及其载药性能

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应用化学 2024年第6期41卷 861-869页

作者：王灵晓高杉韦皖豫李宁波乔洁董川太原工业学院化学化工系太原030008 山西医科大学基础医学院太原030001 山西大学环境科学研究所太原030006

采用改进的Stöber法制备了介孔硅包覆的磁性纳米材料,然后通过枝接的方法对材料表面进行了氨基化处理(NH_(2)-MMNPs)。利用安全无毒的氧化普鲁兰作为门控材料,通过纳米材料表面的氨基与氧化普鲁兰的醛基之间形成的对酸敏感的亚胺键构建... 详细信息

采用改进的Stöber法制备了介孔硅包覆的磁性纳米材料,然后通过枝接的方法对材料表面进行了氨基化处理(NH_(2)-MMNPs)。利用安全无毒的氧化普鲁兰作为门控材料,通过纳米材料表面的氨基与氧化普鲁兰的醛基之间形成的对酸敏感的亚胺键构建门控开关,并将负载的盐酸阿霉素封装,形成了智能给药系统(oMMNPs/DOX)。通过透射电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、比表面积测试仪、X射线衍射仪(XRD)和振动样品磁强仪等技术手段对复合材料的结构、性能和形貌进行了表征。结果显示,复合材料具有良好的形貌、单分散性以及超顺磁性。载药和释药实验表明,NH_(2)-MMNPs对阿霉素的载药率为51.65%;oMMNPs/DOX在药物释放过程中表现出pH响应性和药物缓释性。细胞毒性和荧光成像实验结果显示,复合材料具有良好的生物兼容性,能够成功地载药并被细胞摄取。

关键词：氧化普鲁兰磁性纳米粒子介孔硅 pH响应阿霉素

改良腹腔器官簇移植在自身免疫性肠平滑肌炎继发性慢性假性肠梗阻中的应用价值

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中华消化外科杂志 2024年第9期23卷 1178-1187页

作者：朱长真李元新朱志东王峰张骞徐田磊李李欢尹洪芳清华大学附属北京清华长庚医院胃肠外科清华大学临床医学院北京102218 清华大学附属北京清华长庚医院病理科清华大学临床医学院北京102218

目的探讨改良腹腔器官簇移植(MMT)在自身免疫性肠平滑肌炎(AEL)继发性慢性假性肠梗阻(CIPO)中的应用价值。方法采用回顾性描述性研究方法。收集2022年2月清华大学附属北京清华长庚医院收治的1例29岁行MMT治疗AEL继发性CIPO男性受者的临... 详细信息

目的探讨改良腹腔器官簇移植(MMT)在自身免疫性肠平滑肌炎(AEL)继发性慢性假性肠梗阻(CIPO)中的应用价值。方法采用回顾性描述性研究方法。收集2022年2月清华大学附属北京清华长庚医院收治的1例29岁行MMT治疗AEL继发性CIPO男性受者的临床病理资料。受者术前活组织病理学检查结果示直肠、乙状结肠、升结肠、回肠固有肌层及少许黏膜下层可见肌间神经丛及神经节细胞,肌间见少许慢性炎细胞浸润,诊断为神经型CIPO可能性大。结果(1)手术情况受者手术时间为870min,冷缺血时间为570min,术中血制品用量包括红细胞14U、新鲜冰冻血浆1400mL、血小板2个治疗量。(2)术后组织病理学检查结果。受者术后组织病理学检查结果示小肠、十二指肠黏膜慢性炎症、局部糜烂,局灶黏膜肌层散乱消失;固有层尤其是固有肌层内大量CD3^(+)和CD8^(+)淋巴细胞浸润,病变严重处浆膜下层及肌层带状淋巴细胞浸润;肌纤维变性、减少、纤维化;平滑肌细胞胞质内色素颗粒沉着;肌间、黏膜下神经节及Cajal细胞未见异常;浆膜层纤维化,局部纤维素渗出;结肠黏膜慢性炎症,局部肌层散在及灶性淋巴细胞浸润,肌炎性改变。病理学诊断:AEL继发性CIPO。(3)术后免疫排斥反应和复发及治疗情况。受者术后8d肠镜活组织病理学检查诊断为急性细胞性排斥反应,B淋巴细胞、CD3^(+)淋巴细胞、CD4淋巴细胞、CD8^(+)淋巴细胞分别为27.00×10^(3)、373.00×10^(3)、179.00×10^(3)、142.00×10^(3)个细胞/mL,采用他克莫司、免抗人胸腺细胞免疫球蛋白、甲强龙、吗替麦考酚酯、巴利息单克隆抗体行抗免疫排斥反应治疗;术后57dB淋巴细胞、CD3^(+)淋巴细胞、CD4^(+)淋巴细胞、CD8^(+)淋巴细胞分别为0.72×10^(3)、239.59×10^(3)、89.28×10^(3)、91.53×10^(3)个细胞/mL;术后79d肠镜活组织病理学检查诊断为AEL复发,B淋巴细胞、CD3^(+)淋巴细胞、CD4^(+)淋巴细胞、CD8^(+)淋巴细胞分别为0.32×10^(3)、264.92×10^(3)、46.95×10^(3)、169.54×10^(3)个细胞/mL,采用他克莫司、甲强龙治疗;术后89d肠镜活组织病理学检查诊断为AEL复发未缓解,B淋巴细胞、CD3^(+)淋巴细胞、CD4^(+)淋巴细胞、CD8^(+)淋巴细胞分别为0.28×10^(3)、187.00×10^(3)、55.52×10^(3)、92.45×10^(3)个细胞/mL,采用他克莫司、甲强龙治疗;术后92d肠镜活组织病理学检查诊断为肠黏膜恢复正常状态。(4)术后经口进食和停止肠外营养时间。受者术后28d开始经口进食,术后35d停止肠外营养。(5)随访情况。受者术后114d出院,至随访截止时间,移植物功能良好。受者保持低脂、高糖、高蛋白饮食原则,完全经口进食,体质量指数为22kg/m^(2),恢复正常工作。结论MMT治疗AEL继发性CIPO可行。

关键词：肠疾病自身免疫性肠平滑肌炎慢性假性肠梗阻肠功能衰竭小肠移植改良腹腔器官簇移植