近来，科学家设计和合成了系列分子水平的陀螺。类似于儿童的玩具陀螺仪，这种分子陀螺由一个转子、一个定子框架和连接定子和转子的轴组成。定子框架通过自身的刚性结构为中心转子的转动提供足够的内在自由度，得以对内部的转子实施保护。并使得分子陀螺成为一个理想的分子转子。当转子上有偶极距时，则可能在外来电、磁、光的刺激下进行定向转动，成为分子马达。化学家们通过X射线晶体衍射技术、动态核磁技术、理论计算化学、热力学分析等方法表征了分子陀螺的各种特征，并积极探索其潜在的应用价值。本文着重介绍分子陀螺，以及超分子陀螺仪的发展历史以及研究进展。

由阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列，因其独特的有序结构而显示出优异的性能，在许多领域有着广泛的应用，故而成为一种很有发展前景的新型纳米结构材料，备受国内外研究者青睐。本文简要综述了制备TiO2纳米管阵列结构的方法及其应用研究进展。在比较了当前几种制备TiO2纳米管阵列方法的优缺点后，重点讨论了阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列结构过程中，如何通过调整工艺参数来实现此类纳米管阵列结构的可控生长。最后评述了TiO2纳米管阵列材料研究的发展趋势和应用前景。

电化学阻抗谱（EIS）是研究电极/电解质界面发生的电化学过程的最有力工具之一，广泛应用于研究锂离子在锂离子电池嵌合物电极活性材料中的嵌入脱出过程。本文从分析嵌合物电极的EIS谱特征入手，探讨了电化学阻抗谱中各时间常数的归属问题，重点讨论了锂离子在锂离子电池嵌合物电极活性材料嵌入脱出过程中相关动力学参数，如电荷传递电阻、活性材料的电子电阻、扩散以及锂离子扩散迁移通过固体电解质相界面膜（SEI膜）的电阻等对电极极化电位和温度的依赖关系。

本文分别从纳米材料的热容、晶格参数、结合能、内聚能、界面能、界面应力、热稳定性、熔点、熔解焓、熔解熵、相图及纳米材料参与反应时反应体系的化学平衡、吸附能等方面对纳米材料热力学的研究进展进行了阐述，并对纳米材料热力学的研究和应用前景进行了展望。

量子点（Quantum Dots，QDs）是近年来发展起来的一种优异的新型荧光纳米材料，在生物分析及医学诊断研究中得到了广泛应用，并取得了一系列重要研究成果。本文简介了过去10年关于量子点的合成，表面功能性修饰的发展，并重点介绍其在病原体检测、生物芯片、生物分子相互作用、生物传感器、基因沉默、细胞成像、靶向药物传输、光动力学治疗和植物学研究等领域的研究现状。同时，对量子点的应用前景及研究方向进行了评述和展望。

量子点作为新型荧光材料广泛应用分子识别研究，其表面功能化修饰能有效改善它在分子识别中的选择性和灵敏度。本文按功能化基团与量子点的连接方式分类，分为：以硫原子为连接基的功能化量子点（包括简单巯基化合物修饰的量子点、以简单巯基化合物为前驱体修饰的量子点、其他类型含巯基化合物修饰的量子点以及含-CS2化合物修饰的量子点）、以氧原子为连接基的功能化量子点和以氮原子为连接基的功能化量子点。评述了近5年来以上述类别的功能化量子点在无机离子和小分子识别研究中的应用。

采用高强度的超声波照射油/蛋白质水溶液的两相界面，可以得到载水不溶性液体的蛋白质微球。本文首先介绍了超声化学的背景知识，然后叙述了利用超声化学反应产生蛋白质微球的方法与成球机理，重点对蛋白质的交联与改性自组装作了较为详细的介绍。此外，还叙述了不同实验条件如，超声波照射时间，超声功率，探头位置，油水相体积分数等对蛋白质微球性能的影响，并对蛋白质微球的生物活性进行了探论。最后介绍了蛋白质微球的应用，如作为药物载体及在其他生物领域的应用等。这种超声化学反应方法为聚合物微球的制备提供了一个新的研究思路, 在生物医药领域将有广泛的应用。

近年来，超分子凝胶已逐渐发展为一类具有广阔应用前景的智能/功能性纳米材料。目前研究的大部分超分子凝胶利用的是氢键或者分子堆积作用，而配位键这一在超分子化学中同样重要的作用在凝胶合成上的应用则远远不足。由于引入金属离子后能够给凝胶带来光电、催化、氧化还原等新的性能，因此超分子金属凝胶的研究也在近年来得到升温。本文首先给出超分子金属凝胶的定义，接着通过实例具体介绍基于凝胶因子和配位聚合物两种形式的超分子金属凝胶，将分子结构特别是其中的配体基团、所用金属离子和凝胶的性质、功能联系起来，最后简介异常的超分子金属凝胶行为。

CO2化学将对未来社会的能源结构和化学工业产生重大影响。本文评述了CO2化学近年来的最新研究进展，特别是CO2资源转化中有关CO2催化加氢方面的若干关键技术问题。通过CO2催化加氢还原，可以得到甲烷、甲醇、二甲醚、甲醛、甲酸、低碳烃、乙二醇及其衍生物等等。CO2化学将对未来社会的能源结构和化学工业产生重大影响。

磁性核壳介孔氧化硅微球作为一种新型功能复合材料，已成为众多研究领域的一个研究热点。本文综述了近年来利用模板法合成磁性核壳介孔氧化硅微球的研究进展，重点阐述了溶胶-凝胶法和微乳液法在实心微球和中空微球制备中的应用。介绍了磁性介孔二氧化硅微球在蛋白质、DNA分离，靶向药物传输等生物医学上的应用以及磁性酸催化、加氢催化、纳米贵金属催化、光催化等催化领域的应用，并对其未来的发展趋势做了展望。

偶氮光响应材料在光信息存储，光学器件制造等领域具有广阔的应用前景。离子自组装技术是近几年发展起来的制备超分子功能材料的一种新方法。本文首先对偶氮光响应材料的制备方法以及离子自组装技术的基本原理做了简单的介绍。然后分4类对离子自组装方法在偶氮光响应材料制备中的应用进行了综述，主要包括带电荷小分子染料与反电荷表面活性剂组装、聚电解质与反电荷偶氮小分子组装、高支化大分子与偶氮小分子组装以及环糊精与含偶氮聚电解质组装。最后对该领域的发展趋势和研究热点进行了展望。

氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物是一类新型的低表面能材料，它的氟化链段使其具有优异的疏水疏油性能，而非氟化（甲基）丙烯酸酯链段则赋予了其良好的溶解性和相容性。通过设计和控制氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物的结构可改变聚合物表面润湿性。本文综述了影响氟化（甲基）丙烯酸酯均聚物、无规共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、核壳共聚物和交联网状共聚物表面润湿性的因素，通过分析聚合物的结晶度、表面元素含量、表面能和接触角讨论了聚合物结构与表面润湿性及润湿稳定性之间的关系，并给出了相关模型，为今后设计合成具有稳定表面润湿性的氟化（甲基）丙烯酸酯聚合物提供了理论依据和指导。

侧链液晶聚炔由于具有潜在的导电性能和液晶性能而得到越来越多的关注。本文综述了单取代侧链液晶聚炔主链的立体构型与构象及形成的柱状相结构、近晶相、溶致液晶相及外场中形成的相结构。旨在介绍主链构象、间隔基长度、液晶基元的结构和尾链长度等因素对其相结构的影响。

PMOs是以桥联倍半硅氧烷为前驱体，在表面活性剂为结构控制剂的条件下通过溶胶-凝胶法合成的材料，它具有很高的表面积以及规则的孔道和较窄的孔径分布等特点，是一种性能优异的新型功能材料。本文论述了PMOs近年来的发展现状，介绍了PMOs的结构特点，根据结构中桥联有机基团的不同将其分为三类。总结了通过不同的模板合成PMOs的方法，并对影响性能的外部因素进行了探讨。最后提出了几个PMOs研究工作面临的问题，并对PMOs的发展前景作了展望。

直链淀粉在溶液中可形成单螺旋链，并作为一种主体分子通过疏水相互作用与各种疏水性客体分子发生包结络合作用。本文对直链淀粉包结络合作用的研究进展进行了综述，详细介绍了直链淀粉包结络合物的种类及制备方法，还介绍了直链淀粉包结络合作用在面粉食品和新材料制备中的应用。

本文从聚合机理和反应动力学两方面综述了近年来六甲基环三硅氧烷（D3）的阴离子开环聚合研究进展。Frye等人提出在非极性的碳氢溶剂中会形成引发剂的的三种加成物质，在不加入促进剂的情况下不会进行D3的开环聚合，这一开环聚合机理成为随后D3阴离子开环聚合机理研究的基础，研究者采用MALDI-TOF研究聚合机理得到的结论证实了这一机理的正确性，促进剂、溶剂、引发剂的类型和聚合步骤会改变活性链末端的缔合和解缔合的平衡能力，对D3开环过程中的反咬和再分布副反应有显著影响。D3开环聚合增长速率对单体浓度为一级，不同的促进剂和引发剂会显著改变活性链末端的缔合能力，从而显著影响聚合动力学。

同步辐射是一种高亮度、高准直性、宽频谱的优质光源，其在物质原子或分子尺度的结构表征方面具有独特的优势。本文介绍了同步辐射在分子自组装研究中的一些应用，主要包括同步辐射X射线散射、时间分辨的小角X射线散射、时间分辨的X射线衍射、X射线精细结构谱，以及红外光谱，详细阐述了同步辐射X射线散射在层状结构、管状结构以及溶液中的组装体结构表征方面的应用。

微界面吸附过程是许多环境微界面反应的初始步骤或关键步骤。通过原位分析方法实时研究环境微界面吸附过程，可以获得更直接的界面反应信息和更可靠的反应机制证据，对于认识污染物在环境中分配转化和迁移传输规律有着重要意义。衰减全反射红外光谱技术由于其独特的采样原理、简便的制样方法和广泛的适应性，正逐渐成为研究微界面反应的一个有力工具。本文在简要介绍原位衰减全反射红外光谱的技术原理的基础上，综述其在环境微界面吸附过程，尤其是矿物-水界面吸附过程中的应用，并探讨其在环境微界面过程研究中的发展前景。

由于高分子水凝胶独特的柔软性、生物相容性和仿生特性，采用水凝胶修饰电极降低了电极的峰间噪声水平，克服了目前生物传感器在生物兼容性和组织-电极间相互作用方面的局限性。本文结合近年来国内外的最新研究进展，综述了涂渍法、共价键合法、电化学法和层层自组装法等水凝胶修饰电极的几种主要制备方法，较为全面地总结了水凝胶修饰电极在神经元电极、酶修饰电极、氧化还原蛋白修饰电极、pH传感器及其它方面的应用，最后对水凝胶修饰电极研究面临的挑战和未来的发展进行了讨论。

生物体系中金属离子在调节金属蛋白的结构和功能中发挥着至关重要的作用。本文综述了利用人工金属结合位点的理性设计来扩展蛋白质功能范围的研究进展，包括在蛋白分子内部通过探索潜在的结合金属位点、重新设计已有的金属结合位点、以及设计全新的金属结合位点的方法来设计人工金属结合位点，和在蛋白分子表面进行设计，来获得结构及功能的转化、研究与纳米材料间的相互作用、以及进行蛋白质分子的自组装。这些研究进展极大地丰富了我们对金属蛋白结构与功能关系的认识。同时，也赋予了我们控制及利用感兴趣蛋白的能力。

水是一种环境友好的反应介质，超（近）临界水中的反应已成为目前研究的一个热点。原位反应技术是深入研究超（近）临界水中反应过程的重要手段之一，其中金刚石压腔和毛细管技术是目前最常用的主要方法，与拉曼光谱、红外光谱、质谱等分析方法联用，可以对超（近）临界水中反应机理进行研究。本文综述了超（近）临界水中的原位反应观测技术，介绍了金刚石压腔的结构和工作原理，金刚石压腔和毛细管的应用范围，阐述了金刚石压腔和毛细管技术在原位观测和反应机理研究方面的应用。最后，展望了超（近）临界水原位反应技术的应用前景。

温室效应与石化能源紧缺已成为全球问题，生物燃料作为一种可再生且环境友好的替代能源受到人们的普遍关注。不少微藻油含量高，环境适应性强，净碳值几乎为零，被认为是生物质能，尤其生物柴油最重要的原料来源之一。本文综述了油脂微藻的国内外研究现状，并对高油脂微藻藻种筛选、高密度培养，以及提高微藻油脂含量和产油速率的可能方法进行了讨论；阐述了采用基因工程技术调控微藻脂类代谢途径生产高油脂的可能性；最后介绍了以CO2废气为碳源，膜生物反应器强化微藻培养技术，为进一步降低微藻产油成本，提高微藻生物柴油经济性提出了一条极有可能实现工业化的潜在高效生产途径。