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新闻公告
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化学进展 2009, No.11 上一期 后一期 返回主页

《化学进展》创刊20周年纪念专辑
鉴往启新——写在《化学进展》创刊20周年之际
王夔
2009, 21 (11): 2258-2258 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

        评述一个学科的发展,及时辨识研究方向,其重要性胜过发表好几篇研究论文。此理似乎人所尽知,但实践常背离此理。
        首要的问题是为什么要写综述和评述?尽管各人想法不同,但是根本的是为了整理出思路来。因此,或是通过分析现存的研究结果,发现矛盾,提出解决的设想;或是能够于盘根错节之中发现问题之所在,而不是文献资料的堆砌。再者,解决问题需要各个方面的协同研究,所以通过发表综合评述把自己的思路展现出来,与大家共享是非常重要的。综述的发表不是目的,只有在引起同行的反响时,才达到目的。或许这就是写综述和评述的目的和要求,也是《化学进展》编委会对化学家们的希望。
        一篇精彩的评述其核心在于作者从独特的视角考察一个领域的研究工作,从而提出自己的观点和看法,如此,能够做到 “见他人所未见,悟他人所未悟”,会因此衍生推动学科发展的研究思路。当然,这必须从多方面掌握不同的论点,审视它们的长短曲直,并且能够把自己的工作摆进去,才能够别有一般滋味,而另辟蹊径。苏东坡有:“横看成岭侧成峰,远近高低各不同。不识庐山真面目,只缘身在此山中”。可能是我们长久沉湎在本课题的思维定式之中,因而容易随众,大家都横看,我就不侧看;大家都这样想、这样做,我也这样想、这样做。日日讲创新,但常做的是填平补齐、拾遗补缺的工作。所以,不断审视本领域的研究工作,发现问题,提出自己的观点是研究工作可持续发展的根本。我们希望大家能够把这样的学科分析写成综述发表。《化学进展》希望能够收到更多的这样的稿件。
        思维独到的评述在推动学科发展中会起重要作用。全面地、历史地分析一个领域的现状、研究动向和趋势,发现现实问题对本学科研究模式的质疑和挑战,检讨问题出现的根源,提出变革的设想,这历来是一个学科摆脱原有模式的羁绊,得以上升到另一个层次的过程。另外,在学科发展的各个阶段,可能在一种公认研究模式下出现主流和热点。但是面对实际问题的屡屡挑战,非主流常常会上升为主流,无人注意的变成新的热点。在这个过程中谁能够得风气之先,便能够开拓新的研究领域,提升研究层次。因此我们希望有更多的研究者贡献这类稿件,为推动化学学科发展,促进学科变革作贡献。

理论化学研究进展以及在可持续发展中的应用*
帅志刚
2009, 21 (11): 2259-2270 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

本文先简要介绍近几年国内在理论化学领域所取得的若干重要进展,包括在相对论量子化学、多参考态电子相关方法、气相分子反应动力学、激发态结构与动态过程、光化学反应过程的理论计算、大分子体系线性标度理论、从头算价键理论、新的密度泛函、固体表面催化过程、功能材料理论等领域所取得的成就。然后,本文介绍理论化学及其交叉学科在有机功能材料,特别是在预测有机太阳能电池能量转换效率与理论设计方面的一个应用,这与社会的可持续发展密切相关。

理论化学与新能源*
陈兆旭 黄玉成 李哲 康国俊
2009, 21 (11): 2271-2284 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

随着化石燃料的迅速消耗和环保问题的日益严重,新能源研究成为全球性的热点问题;理论化学正为越来越多的科研人员应用到众多研究领域中。本文就理论化学在燃料电池、储氢材料和太阳能能池材中的研究和应用进行了述评。

太阳能光催化制氢研究进展*
温福宇 杨金辉 宗旭 马艺 徐倩 马保军 李灿
2009, 21 (11): 2285-2302 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

由于化石燃料本身的不可持续性,以及燃烧化石燃料释放的大量CO2 产生的温室效应、环境污染等严重的全球性问题,构建洁净的、环境友好的、非化石燃料的、可再生新能源体系,已经成为世界各国高度关注的焦点和重大战略。太阳能由于其取之不竭、洁净无污染、可再生等优点,必将在未来的新能源开发中占据举足轻重的地位。而氢能具有高燃烧值、燃烧产物是水因此无环境污染等优点,因此,利用自然界丰富的太阳能光催化制氢作为可持续发展的新能源途径之一,正日益受到国际社会的高度关注。本文简要综述了近年来这一研究领域的一些重要进展,总结了本课题组在半导体光催化制氢研究方面所取得的最新结果,并对太阳能光催化制氢的未来发展进行展望。

聚合物太阳电池光伏材料
何有军 李永舫
2009, 21 (11): 2303-2318 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

聚合物太阳电池由共轭聚合物给体和可溶性富勒烯衍生物受体的共混膜夹在ITO透光电极和金属电极之间所组成,具有结构简单、成本低、重量轻和可制成柔性器件等突出优点,近年来受到广泛关注。聚合物太阳电池中的给体和受体光伏材料是决定器件性能的关键。本文综述了共轭聚合物给体和富勒烯受体光伏材料的最新研究进展,对共轭聚合物受体材料和给体-受体双缆型共轭聚合物光伏材料的研究进展也进行了简要介绍。在共轭聚合物给体材料中对聚噻吩衍生物以及含有苯并噻二唑的窄带隙D-A共聚物进行了重点介绍。

车用燃料电池技术的现状与研究热点
侯明 俞红梅 衣宝廉
2009, 21 (11): 2319-2332 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

燃料电池汽车作为清洁能源汽车的一部分近十几年来得到很大的发展。然而燃料电池的寿命、成本仍然是制约其商业化的瓶颈,其中材料是根本问题。本文对组成燃料电池的三种关键材料电催化剂、质子交换膜、双极板的发展现状进行了综述,并对研究热点进行了剖析。针对燃料电池在车载工况存在的问题,如电催化剂衰减、膜降解、双极板腐蚀等,基于已有试验结果和理论分析指出了可能的解决方案、对策与发展方向。

液流储能电池技术研究进展
张华民 张宇 刘宗浩 王晓丽
2009, 21 (11): 2333-2340 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

液流储能电池技术是一种高效、大规模电化学储能技术,在风能、太阳能等可再生能源发电、智能电网建设等方面有着广阔的应用前景。本文重点对全钒、多硫化钠-溴和锌-溴液流储能电池的工作原理、特点、国内外研究现状及发展趋势进行了综述,并对其他探索性液流储能电池体系进行了介绍。提出了制约液流储能电池技术发展瓶颈问题,展望了液流储能电池未来发展趋势。

木本油料生产生物柴油——麻疯树生物柴油产业的发展*
杜泽学 阳国军
2009, 21 (11): 2341-2348 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

木本油料是我国生物柴油产业未来原料生产和供应的特色和优势。本文以麻疯树为代表,从资源分布、麻疯果加工和油生产生物柴油技术等方面讨论了国内外研究和发展的现状,分析了我国麻疯树生物柴油产业发展存在问题,并提出了一些对策。

科学开发我国的盐湖资源
马培华
2009, 21 (11): 2349-2357 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

随着我国经济的持续发展和国家西部大开发战略的有力实施,我国盐湖资源正处于大规模开发的新阶段。本文阐述了国内外盐湖开发的相关技术与钾肥、锂盐和镁工业的发展状况,并按照资源综合利用的开发要求和可持续发展的原则,对科学开发我国盐湖资源开发的有关问题提出了建议。

盐湖镁资源的开发和利用*
郭敏 李权 刘海宁 叶秀深 卿彬菊 葛飞 吴志坚
2009, 21 (11): 2358-2364 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

我国盐湖镁资源品位高、储量大、易于开采,但目前的开发利用明显滞后,在一定程度上影响了盐湖其它资源的可持续开发和综合利用。本文针对我国盐湖镁资源的特点,综述了和盐湖镁资源开发利用相关的氢氧化镁、氧化镁、金属镁、镁合金、氯氧镁水泥和镁质晶须的开发及研究进展,并对我国盐湖镁资源的开发利用提出了一些建议。

青蒿素——历史和现实的启示
吴毓林
2009, 21 (11): 2365-2371 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

青蒿素类抗疟药物的发现是全球抗疟药物发展史上继奎宁之后的又一里程碑,它是在科研计划组织下,全国多部门、多学科尽心协作、相互配合取得的重大成果,是继承发扬我国传统医药宝库的成功范例。青蒿素以其独特的分子结构和杰出的生物活性显示出它是一有深远影响的研究对象,不仅对于药学,而且对于植物化学、生源合成、有机合成化学、化学生物学等学科都是一个可以大有作为的课题。30年来国内外已做了不少工作,但是还有更多的问题有待探索,机不可失,时不再来,期待着在綻放青蒿素的故土上结出更多的果实。

基于水溶性共轭聚合物的蛋白质检测*
贺芳 王树
2009, 21 (11): 2372-2378 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

近年来,以共轭聚合物作为生物传感元件,在生物大分子(如核酸、蛋白质)特异性识别、检测方面的研究越来越受到人们的关注。共轭聚合物具有强的光捕获能力,具有倍增光学响应性,可用来放大荧光传感信号,大大提高检测的灵敏度,为生物传感器的发展提供了新的传感模式。基于共轭聚合物的新型生物传感器在医疗诊断、环境检测以及国家安全防御等方面具有广泛的应用前景。本文简要介绍了共轭聚合物的荧光信号放大机制以及在蛋白质、酶、抗原-抗体检测方面的应用。最后对共轭聚合物在蛋白质检测方面的未来发展趋势进行了展望。

生命分析化学的重要领域——电化学微阵列芯片
许丹科 陈洪渊
2009, 21 (11): 2379-2387 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

生命分析化学是研究与生命活动相关的化学分子检测原理与方法的新兴交叉科学领域。将电化学分析方法与生物芯片相结合形成的电化学生物芯片正在向集成化、通量化、微型化和自动化等方向迅速发展。本文介绍近年来电化学检测在DNA芯片、蛋白质芯片以及适配体芯片等方面有代表性的研究进展。文中阐述了高、低密度电化学DNA芯片的制备与多种伏安检测方法;讨论了多酶电极芯片结构与测定干扰之间的关系,介绍了伏安法、阻抗法等电化学方法在蛋白芯片中的应用进展。此外,还简要介绍了电化学适配体芯片的制备及检测方法,并展望了电化学生物芯片的发展前景。

代谢组学中的分离分析科学*
汪江山 孔宏伟 路鑫 赵欣捷 许国旺
2009, 21 (11): 2388-2396 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

代谢组学从概念的提出到现在已经有十多年的时间,它已被广泛应用于药物开发、疾病、微生物和植物等生命科学各个领域的研究,成为系统生物学不可或缺的一部分。代谢组学关注生物体系新陈代谢网络下游的小分子,分离分析科学是代谢组学技术平台的重要组成部分,与其它分析化学技术共同肩负着生物样本中代谢物全组分定性、定量的重任。本文结合我们研究组的工作,主要介绍气相色谱、液相色谱以及毛细管电泳等分离分析技术在代谢组中的应用和进展,以期对读者有所启迪。

生物芯片进展*
肖守军 陈凌 许宁
2009, 21 (11): 2397-2410 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

生物芯片是近二十年来生物技术领域发展迅速和获得重大突破的高新技术,该综述介绍了经典的平铺生物芯片(DNA和蛋白质芯片)之后,重点介绍了近十年来发展的新的生物芯片的概念和内容:质谱为读出机制的表面增强激光解析离子化飞行时间质谱(SELDI)芯片、高通量DNA测序技术、基于胶体光子晶体的微球高通量生物检测技术、三维阵列生物芯片技术、和微流控等生物芯片技术。描述了各种生物芯片技术的优点、应用范围、和有待解决的问题,最后展望了生物芯片技术的未来。

肽类自组装研究进展*
孟庆斌 刘克良
2009, 21 (11): 2411-2423 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

近年来,多肽自组装因其结构多样性及在生命科学领域中良好的应用前景而逐渐成为人们研究的热点。本文总结了目前国内外多肽自组装方面的研究进展,并对肽类自组装形成的多种形态结构进行了介绍,同时也就自组装机制和影响因素进行了分析和探讨。

食品中化学添加剂的功能与风险控制*
钱和 韩婵 刘利兵
2009, 21 (11): 2424-2434 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

食品中的化学添加剂是指由化学方法合成的一类食品添加剂。本文探讨了食品中化学添加剂产生和发展的原因,指出化学合成的食品添加剂是天然物质群的一种补充与完善,概述了化学合成食品添加剂的一般性质和功能,介绍了食品添加剂联合专家委员会(JECFA)、美国、欧盟和中国对食品添加剂进入市场前的安全性评价程序和方法,以及美国、欧盟和中国在化学添加剂投入使用后实施监督管理的机构、法律依据、质量标准等,总结了影响食品中化学添加剂安全风险控制的主要因素,最后在此基础上,提出如何从政府、企业、科研三方面完善风险控制体系和有效保障食品安全的建议。

物质在纳米限域空间中的新现象*
王志永 施祖进 顾镇南
2009, 21 (11): 2435-2444 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

碳纳米管是具有中空结构的一维纳米材料,其直径一般在约1nm到数十纳米之间。以碳纳米管作为“纳米容器”,在其内部可以填充各种物质。由于碳纳米管的限域作用,填充在碳纳米管中的物质具有新的结构与性质。本文总结了填充碳纳米管的常用方法,并重点介绍了填充物在碳纳米管内的结构、相变、稳定性与振动性质,以及碳纳米管内的纳米空间中发生的化学反应,最后对这一领域的发展趋势作了展望。

润滑材料摩擦化学*
薛群基 张俊彦
2009, 21 (11): 2445-2457 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

外界机械能能够引发的化学反应称为摩擦化学反应。当两个接触的表面进行相对运动时,在界面发生物理和化学变化或反应。润滑材料在服役过程中发生的摩擦化学反应对于其性能的具有正面或负面的影响。通过了解摩擦化学反应机理和反应产物结构及组成,对于理解润滑材料失效机制、性能调控原理具有指导意义。本文针对润滑材料的主要类型:润滑添加剂、纳米添加剂、离子液体、稀土、陶瓷、类金刚石薄膜、有机薄膜、聚合物,综述了近几十年来在相关润滑材料方面开展和取得的摩擦化学研究结果。

向高功能发展的配位聚合物*
杜淼 卜显和
2009, 21 (11): 2458-2464 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

运用晶体工程的经验和方法合理设计和制备具有特定网络结构和理化性能的配位聚合物是当前配位化学、超分子化学、材料化学及相关领域的研究热点之一。作为一类新型分子基晶体材料,配位聚合物(尤其是多孔配位聚合物)在客体交换与分离、气体储存、手性拆分、药物缓释、电致发光、选择性催化、分子识别及微孔器件等诸多方面均显示出潜在的应用前景。本文简要介绍了此类化合物作为具有复合性能的多功能晶体材料,在吸附、催化及光、电、磁等方面应用的最新研究进展。

离子液体构效关系及应用*
张锁江 姚晓倩 刘晓敏
2009, 21 (11): 2465-2473 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

离子液体独特的物理化学性质,使其成为应用前景良好的绿色功能材料和介质,受到广泛关注。本文探讨了离子液体结构-性质关系及现存的问题,对相关实验和理论工作进行了分析;揭示了离子液体的多尺度结构和动态变化规律,构建离子液体微观结构与宏观性质之间的定量关系,为离子液体体系定量设计与调控提供了科学理论和方法;展望了离子液体在化工、能源、环境和材料等领域的应用。

磁性催化剂与磁稳定床反应器
谢文华 宗保宁
2009, 21 (11): 2474-2482 |
出版日期: 2009-11-24
摘要

将非晶态Ni加氢性能和磁性与磁稳定床反应器相结合,工业应用于已内酰胺加氢精制过程,实现了加氢反应过程的强化。在此基础上制备了系列磁性催化剂,包括金属氧化物催化剂、负载型双金属催化剂和强酸性磁性树脂催化剂等。上述磁性催化剂与磁稳定床反应器相结合,用于CO加氢、乙炔选择性加氢、烯烃叠合和醚化等反应,同样表现出反应过程强化的特点。本文结合我们自己的研究工作,对近年来磁稳定床反应器与磁性催化剂的研究进展进行了评述,并展望了未来磁性催化剂与磁稳定床反应器的发展趋势。