微/纳米结构的导电聚合物由于具有高导电性、易合成以及优异的环境稳定性从而在许多先进的研究领域备受关注，并有望在分子导线、化学和生物传感器、发光器件等领域获得广泛应用。 特别是，复杂的三维自组装结构在获得高性能和功能化的材料方面提供了巨大的潜在应用价值。本文主要介绍了我们利用胶束的软模板和自组装驱动力的协同效应，实现由一维纳米结构组装的三维微米结构导电聚合物方面的研究进展。该制备技巧在于低表面自由能的含氟有机酸具有软模板、掺杂剂、自组装驱动力，以及诱导超疏水性的多重作用实现导电聚合物三维结构的组装和多功能化。介绍了利用环境湿度调整分子的自组装驱动力，实现导电聚合物由一维纳米结构向三维微米结构的组装。此外，还介绍了利用导电聚合物可逆的化学掺杂/脱掺杂机制，实现导电聚合物表面浸润性的可逆转化。最后介绍了在液/液/固三相体系中，通过外加电场刺激，可实现油滴在导电聚合物表面的浸润性和黏附力的控制。

压力是物质独立于温度和化学组分的一个重要维度,能够有效改变物质内部原子间的相互作用,诱导形成具有新结构和新性质的高压新相,可以揭示许多常压下不曾有过的新现象和新规律,为制备出常压条件下无法得到的新材料提供了创新性源泉。元素单质在常压下大多具有简单的晶体结构,但在高压下却发生了非常复杂的结构相变,形成了多种新颖的高压相,产生了超导、超硬、金属-绝缘体相变等奇异现象,吸引了科学界的广泛关注。本文针对元素周期表中前12种轻元素单质的高压结构相变、高压相的新奇物理特性及相变产生的物理机制进行了探讨和论述,并对实验和理论高压结构相变的研究方法进行了展望。

螺吡喃作为一种有机光致变色化合物,能够发生无色闭环体螺吡喃与有色开环体部花菁之间可逆的结构异构化,由于具有特殊的分子识别能力和信号传导功能,已经成为分子探针领域极具吸引力的主体分子之一。螺吡喃不仅被广泛应用于光电材料领域作为分子器件,而且作为传感器广泛应用于分析化学领域。研究者们设计了多种具有不同结构的螺吡喃分子,将其应用于光化学和电化学传感领域。本文系统综述了螺吡喃化合物在分析化学领域的研究进展,包括螺吡喃作为光学探针在分子识别(对金属离子、阴离子及有机分子的定性及定量分析)方面的应用,以及螺吡喃在电化学免疫传感器中的应用。

电催化剂是决定低温燃料电池性能、寿命和成本的关键材料之一,核壳结构电催化剂由于其在降低铂载量、提高催化剂活性方面表现出的良好性质,已成为燃料电池领域的研究热点。本文综述了低温燃料电池核壳结构电催化剂的最新研究进展。首先,在概述核壳结构电催化剂总体特征的基础上,详细介绍了核壳结构电催化剂的制备方法,主要包括胶体法、热分解法、置换法、电化学法等,其中胶体法是目前应用最为广泛的一种方法,具有合成过程简单易控等优点;置换法和电化学法则是在最近几年得到了迅速的发展,并有望用于核壳结构电催化剂的批量化生产。然后,分别从二元及其他多元催化剂组成方面阐述了核壳型电催化剂体系的研究进展,核壳结构电催化剂不仅可有效提高贵金属铂的质量比活性,同时,其他金属元素与铂之间存在的相互作用可对电催化剂的活性及稳定性产生十分重要的调变作用。最后,我们对低温燃料电池核壳结构电催化剂的发展趋势作了展望。

硫酸化氧化锆(SZ)是一种固体超强酸催化剂,它能高效催化异构化、烷化、酰化、环化、裂解、酯化和酯交换等多种类型的催化反应。1979年,日本科学家Hino和Arata发现SZ能在室温催化丁烷异构化反应,首次提出了SZ是一种酸性比100%浓硫酸还强一万倍的固体超强酸,从而引起了科学家们对SZ研究的浓厚兴趣。经过了三十多年发展,研究者们在SZ的合成、改性、表征和应用等方面取得了许多新的研究成果。本文综述了SZ几十年来的研究进展,内容主要包括SZ的合成方法,表面结构和酸性机理,研究者们对SZ性质的不同看法,SZ的改性及应用。

“白色污染”已成为目前普遍关注的一个全球性环保课题。将光催化剂掺入到塑料中制备出环境友好的可光降解复合塑料,利用其光催化活性可以使废弃塑料在太阳光的照射下发生有效降解,是解决“白色污染”问题的有效途径之一。本文综述了近年来固相光催化降解废弃塑料的研究进展,介绍了光催化剂TiO₂、ZnO、α-FeOOH和H₃PW₁₂O₄₀对废弃塑料的固相光催化降解效率及各种复合塑料的光催化降解机理,阐述了对光催化剂进行表面改性可以改善其在聚合物中的分散性,以及对光催化剂进行修饰可以提高其对可见光的吸收,从而提高复合塑料的固相光催化降解活性及对太阳光的有效利用率。最后,展望了固相光催化技术在废弃塑料处理领域的应用前景。

介绍了贵金属纳米团簇(noble metallic nanoclusters, NMNCs)的研究现状及其作为一种新型荧光标记纳米材料在生物检测中的重要作用。重点总结了贵金属纳米团簇的优异性质、三种常用的制备方法(模板法、单分子层保护法和蚀刻法)及其近年来在生物传感器、生物探针、细胞标记及成像等领域的应用进展。简要评述和展望了贵金属纳米团簇的发展方向和应用前景。

近30年来,Pd催化交叉偶联形成P-C键的反应在药物、催化剂配体、阻燃剂和高分子材料等领域受到普遍重视。本文介绍了Pd催化交叉偶联反应形成P-C键的方法,以及利用该法制备有机膦化合物的研究进展。作为反应底物的磷亲核试剂包括亚磷酸二烷基酯、亚膦酸酯、次膦酸酯、氧化膦、伯或仲膦、三芳基膦、亚磷酸三烷基酯、膦-硅(锡)化合物和膦-硼烷复合物等,参与偶联反应的亲电试剂包括卤代烯烃、卤代芳烃、三氟甲磺酸烯基酯、三氟甲磺酸芳基酯、乙烯基硼酸酯等,并对反应机理、反应条件和反应的影响因素进行了探讨。

具有特定功能基团的手性芳基邻二醇是许多具有特殊功能的药物、农药和信息素的重要中间体,近年来手性芳基邻二醇类化合物的合成与应用研究引起了人们的广泛关注。本文从生物催化不对称合成和化学催化不对称合成两方面综述了近年来手性芳基邻二醇的合成进展,概述了前手性底物上取代基的电子效应和空间效应、手性催化剂的种类和反应体系等因素对合成手性芳基邻二醇产率及光学活性的影响,并对手性芳基邻二醇不对称合成的发展趋势进行了展望。

环糊精及其衍生物具有“内疏水、外亲水”的特殊分子结构,可与许多客体分子包结形成包合物。利用环糊精与聚合物的包结作用构建稳定、结构可控并具有广泛应用前景的生物医用材料是材料及医学界研究的焦点之一。本文介绍了环糊精基(准)聚轮烷的概念及其组装驱动力,同时围绕由环糊精和聚合物组装形成的(准)聚轮烷在生物医用方面的研究包括药物载体(如超分子凝胶、超分子胶束、超分子纳米囊泡、药物键合(准)聚轮烷、刺激响应型(准)聚轮烷等)、基因载体、多重识别与靶向、形状记忆材料及其它相关领域工作进展作一概述。

作为一种新型的功能材料,导电水凝胶已经引起广泛的关注。本文根据目前的研究现状,将导电水凝胶大致分为聚电解质导电水凝胶,酸掺杂导电水凝胶,无机物添加导电水凝胶以及导电高分子基导电水凝胶等几大类,并综述了它们的制备方法。另外,由于大分子体系的导电高分子和水凝胶都有着独特和重要的性能,这使得它们具有广阔的应用价值。所以,本文在综述导电水凝胶制备进展的同时着重综述了导电高分子基导电水凝胶的制备进展。

两亲嵌段共聚物可以在水溶液中自组装形成亲水性链段为外壳、疏水性链段为内核的胶束,这种胶束能够用作药物载体而引起人们极大的关注。本文综述了两亲嵌段共聚物胶束用作医用材料的研究进展,主要内容包括医用两亲嵌段共聚物的种类,胶束化,以及用作诊断试剂载体、药物缓释载体、靶向载体等。两亲嵌段共聚物胶束用作磁共振造影剂载体有利于肿瘤的诊断,用作药物缓释载体可以有效增溶难溶性抗肿瘤药物,延长药物在体内的血液循环时间。此外,通过对胶束表面进行修饰或者施加外场,还可以实现靶向功能。因此,两亲嵌段共聚物胶束在医用材料领域有着广阔的发展前景。

量子点作为新型纳米发光材料备受关注,但由于光学稳定性和生物相容性的问题而在实际应用上受限。聚合物对量子点的修饰能够提供量子点合成的有效支撑基质,而且还可以改善量子点的稳定性和单分散性,进而可以拓展量子点应用于化学、物理以及生物学领域。基于聚合物修饰量子点的优势,本文简述了聚合物表面修饰量子点的方法、合成路线、步骤、特点以及发展现状。其中,双亲分子涂敷的量子点可以改善量子点的水溶性;多基配体包裹的量子点更具有稳定性和功能性;末端功能化聚合物表面修饰的量子点则可以合成更为先进功能的材料;胶封树枝状定域量子点具有单分散和优越发光特性。同时,还综述了各种表面修饰方法的最新研究进展,存在问题以及应用发展趋势。

一种新电极材料的发明往往会推动电分析测试的发展。硼掺杂金刚石(BDD)电极在电分析中具备宽电势窗口、低背景电流、 耐腐蚀稳定性高和低吸附的特点,因而在电分析化学中引起了广泛的兴趣。本文对BDD电极的制备、表征和基本电分析性质进行了介绍,并对其在毛细管电泳、生物传感电极、痕量金属离子检测、化学修饰电极及化学需氧量快速测定方面的应用进行了综述。

血液需求的激增和异体输血的不安全性等问题的出现,促使人们合成“血液替代品”。通过对天然氧载体(即血红蛋白)结构与性能的清晰认识,已有多种人工氧载体被成功合成,并应用于临床试验。人工氧载体可分为全氟碳化合物、血红蛋白基氧载体、合成血红素及其高分子配合物三大类。全氟碳化合物虽大部分已退出人工血液市场,但因其具有治疗作用,研究工作仍在进行。为了降低血红蛋白基氧载体的副作用,已采用多种方法对血红蛋白进行改性,如采用化学修饰、微囊包裹(HbV)、重组和仿生纳米等技术。其中,血红蛋白囊泡模拟红细胞的结构,其粒径相对较大(250nm),副作用相对较低,是目前血红蛋白基氧载体的发展趋势。人工合成血红素如栏式卟啉只溶于有机溶剂,为增加其水溶性,可使其与白蛋白、木糖醇酶和环糊精等高分子结合为配合物,经动物实验表明,这些高分子金属配合物在体内具有运送氧气功能。除主要在临床上用作血液代替品外,人工氧载体还在肿瘤治疗、器官移植和缺血/再灌注损伤的预防等方面具有重要的临床应用价值。

G-四链体是由富G核酸形成的独特四链螺旋结构,区别于遵循A-T、G-C碱基互补配对原则形成的传统Watson-Crick双链结构。基于G-四链体的特异分子识别特性,能够引导纳米粒子的有序组装、赋予纳米器件以刺激-响应功能,使得核酸纳米技术领域的内容更丰富多样。本文介绍了G-四链体的结构多态性,从纳米材料组装和纳米器件设计两个方面综述了基于G-四链体结构转变的核酸纳米技术,并对其研究前景进行了展望。

钌配合物作为抗癌药物的研究已经受到了国际研究者的广泛关注。近年来,新型结构钌配合物的设计合成;钌配合物在细胞凋亡、信号传递、基因、蛋白表达等过程中的调控作用成为新的研究热点,金属钌配合物抗癌活性机制得到进一步的阐释。本文主要对钌配合物诱导肿瘤细胞凋亡及其信号通路以及蛋白调控等抗肿瘤机制的研究进行评述。主要包括:已经进入临床(Ⅰ、Ⅱ)期的抗癌钌配合物的抗肿瘤机制;钌配合物阻滞肿瘤细胞周期;通过内源性线粒体损伤、内质网应激等信号转导通路诱导肿瘤细胞凋亡,调节肿瘤细胞凋亡途径中相关蛋白的表达;调控与细胞凋亡或增殖相关蛋白酶类的表达和活性等。

聚合物太阳电池因具有重量轻、制备工艺简单、成本低等特点近年来受到了国内外的广泛关注。其中体异质结型聚合物太阳电池(bulk heterojunction polymer solar cell,BHJ-PSC)是目前报道的具有高性能的器件之一。本文系统地综述了BHJ-PSC的最新研究进展。首先介绍了BHJ-PSC的结构及工作原理。其次重点介绍了影响太阳电池性能的给体和受体材料的最新研究成果。另外详细地介绍了影响活性层形貌的几个重要因素,例如共混溶剂和添加剂、给体受体比例以及退火条件等。同时对叠层和反型BHJ-PSC进行了介绍。最后,针对BHJ-PSC存在的问题提出了解决方案并对聚合物太阳电池的应用前景进行了展望。

染料是染料敏化太阳能电池的核心之一,它的性质直接影响着电池的光电转换效率。多吡啶钌类配合物是目前最有效的染料,但存在合成困难、需要贵金属钌且对环境有一定的污染等缺点,因此近年来纯有机及含廉价金属染料的研究逐渐受到重视。卟啉类染料具有易合成、易修饰及在可见光区有强吸收等特性,这些特性使它在非钌染料的研究中受到青睐。本文从染料结构中的电子给体、电子受体、电子传输通道三方面出发,综述了近几年来关于卟啉类染料的最新研究成果,希望能为研究者设计、合成更优秀的卟啉类染料提供一定的参考。

b-轴取向MFI型分子筛膜是一种具有特殊纳米孔道结构的硅铝分子筛膜,在膜分离、膜反应器、化学传感器等领域有着广泛的应用前景,受到国内外学者的普遍关注。本文综述了b-轴取向MFI型分子筛膜制备工艺方面的研究进展,详细介绍了原位水热合成法和二次生长法制备工艺;重点总结和评价了近年来在载体表面修饰、b-轴取向分子筛晶种层制备和水热合成条件调控等方面的最新研究成果。在深入分析了各种取向分子筛膜制备方法优缺点的基础上,对b-轴取向MFI型分子筛膜制备工艺的发展趋势进行了展望。

支撑液膜是一种结合膜材料与萃取体系的高效率分离技术。然而在使用过程中,溶剂与萃取载体从多孔支撑体中流失和多孔膜材料在有机相载体中不稳定,导致支撑液膜通量的衰减或选择性降低,支撑液膜表现为不稳定,目前尚未见工业化的成功案例。本文简要介绍了支撑液膜不稳定机理,从膜材料角度,综述了提高支撑液膜稳定性的方法。重点介绍了液膜凝胶化、复合涂层、界面聚合和等离子体涂层技术、亲水和疏水复合材料以及离子交换膜等方法在支撑液膜稳定性研究中的应用与结果。最后介绍了以磺化高分子为涂层的复合膜材料在液膜稳定性提高方面的优势与缺点,探讨了采用复合亲水性膜材料在支撑液膜与膜萃取过程中利用膜接触器技术实现液膜稳定性的可能性,阐述了磺化高分子为主体的共混膜材料提高液膜稳定性的可能性,为提高液膜的稳定性提供了思路。指出基于磺化高分子的膜材料将在贵重金属离子与能源金属离子的分离与纯化中得到广泛的应用。