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庆祝PMSE成立一百周年:致敬聚合物材料的传统,展望其美好未来
美国化学会高分子材料科学与工程分部(PMSE Division)的百年发展历程与当代科研实践呈现了材料科学领域的深刻变革与持续创新。该分部前身为1924年创立的"ACS涂料与清漆部",其发展轨迹与20世纪高分子科学的关键突破紧密相连。1927年正式确立为分部后,随着聚烯烃、功能高分子等领域的兴起,名称经历了多次调整,最终在1982年定型为"高分子材料科学与工程分部",准确反映了学科内涵的扩展。在2024年百年庆典期间,分部通过系列学术活动展现了当代高分子研究的多元面貌。春季会议特别策划了三大板块:一是"百年高分子成就展",通过历史文献数字化、口述史访谈等形式梳理学科发展脉络;二是"青年科学家论
来源:Macromolecules
时间:2025-12-17
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在辐射诱导效应下,利用氮K边X射线吸收光谱研究叶绿素a的电子结构
该研究通过氮K边X射线吸收光谱(N K-edge XAS)结合理论计算,系统揭示了高纯度固体叶绿素a(Chl-a)在辐射诱导效应下的电子结构变化及其与叶绿醇链(phytol chain)的关联性。研究重点探讨了Chl-a在连续X射线扫描过程中,其C=N π*吸收峰的强度与能量位移规律,并通过内壳层量子化学计算模拟不同链结构对电子能级分布的影响,最终阐明辐射诱导效应导致叶绿醇链断裂的机制。研究团队首先在超真空环境(<4×10⁻⁵ Pa)下对98.6%纯度的固体Chl-a进行XAS测试。实验采用多束模式操作,环电流稳定在450 mA,通过硅漂移探测器采集光谱数据。特别设计的样品制备方法(如薄层涂覆
来源:The Journal of Physical Chemistry A
时间:2025-12-17
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利用五元杂环控制分子内旋转有助于设计高细胞渗透性的基于黄蒽的荧光探针
该研究提出了一种新型荧光探针设计策略,通过调控分子内旋转实现非接触式生物分子检测。传统荧光探针依赖 spirolactone 环的平衡开合,存在 pH 依赖性、细胞穿透性差等问题。新方法的核心在于将传统罗丹明荧光团的苯基环替换为五元杂环(呋喃/噻吩),通过精确控制分子构象实现荧光激活。**创新设计原理** 研究团队发现,在低黏度溶剂中,新型探针的杂环结构具有高自由旋转能力,导致荧光淬灭。当进入高黏度环境(如细胞质)或与生物大分子结合时,旋转受限促使非辐射路径减少,荧光量子产率提升。例如,Th-TMR-Acid 在甘油中的荧光强度比甲醇中增强12倍,其量子产率从0.04(甲醇)跃升至0.16(
来源:Journal of the American Chemical Society
时间:2025-12-17
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通过光谱学手段解析高价Ni(IV)Cl2物种的形成与反应性
该研究系统探讨了镍(II)配合物在红ox活性配体存在下通过氧化剂(高锰酸钾)实现高氧化态镍(IV)物种的稳定化机制,并首次报道了基于生物兼容性伪肽配体的高价态镍氯配合物[LNi(IV)Cl2]的合成与表征。研究揭示了配体结构对金属氧化态稳定性的关键影响,以及高价态镍物种在电子转移和氧原子转移反应中的独特化学活性。一、配体设计对高价态镍稳定性的影响研究团队开发的N,N'-双(4,5-二甲基-1,2-苯二胺基)双(2-吡咯烷羧酰胺)配体(L)具有三重优势:首先,苯环上的甲基取代基增强了空间位阻,抑制了配体中酚氧基的氧化降解;其次,吡咯烷羧酰胺单元通过两性配位机制(NH和NCH3)可同时稳定Ni(I
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适配体介导的共价双靶向溶酶体嵌合体可增强细胞表面蛋白质的特异性降解
近年来,靶向蛋白降解技术(Targeted Protein Degradation, TPD)在生物医学领域展现出重要应用价值。其中,基于溶酶体靶向策略的嵌合体(LYTACs)因其独特的递送机制备受关注。本研究团队通过创新性设计,成功开发了新型光偶联双溶酶体靶向嵌合体(Apt-cdLYTACs),在膜蛋白降解效率和功能调控方面取得突破性进展。### 一、技术背景与挑战膜蛋白作为细胞表面的重要功能载体,涉及细胞通讯、免疫识别等关键生理过程。尽管已有研究通过抗体或肽类结合溶酶体受体实现蛋白降解,但普遍存在三大瓶颈:1. **结合稳定性不足**:传统非共价结合易受细胞环境干扰,导致降解效率低下2.
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基于V形角状四羧酸配体的异金属3D Zn/Ca金属-有机框架作为选择性荧光传感器,用于检测硝基芳香族爆炸物蒸气
本文报道了一种新型异金属锌/钙多孔金属有机框架(MOF)材料家族,基于角向二苯甲酸配体构建的Zn/Ca MOFs(UCY-18系列),并系统研究了其气体吸附与传感性能。该系列材料通过调整配体的连接基团,实现了从高氟取代到无氟结构的多样化设计,展现出独特的微孔结构和优异的分子识别能力。### 一、材料设计与合成研究团队采用四羧酸配体H4L(L=HFPD、BPTC、ODPA、ADPA)与Zn²⁺、Ca²⁺以1:1:1.15摩尔比在DMF/H2O混合溶剂中反应合成。配体的核心差异在于连接两个苯甲酸单元的中间基团:HFPD含-CF3-C-基团,BPTC含-C6H4-C-基团,ODPA含-O-C-基团,
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-12-17
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钴(II)介导的类芬顿反应:第二层次H2O2和硫醇配位的影响
本文通过密度泛函理论(DFT)计算系统研究了钴(II)配合物与过氧化氢(H₂O₂)反应的机制差异,揭示了配体分子结构对活性氧物种(ROS)选择性生成的关键作用。研究聚焦于三种配体体系:硝基三乙酸(NTA)、乙二胺四乙酸(EDTA)和谷胱甘肽(GSH),发现它们分别通过不同的催化路径实现H₂O₂分解。### 1. 配体与催化机制的关系#### (1)NTA/Co(II)体系:第二配位 sphere的协同效应NTA配体与Co(II)形成五配位的 trigonal bipyramidal结构,其中水分子占据轴向位点。计算表明,H₂O₂直接与Co(II)中心配位的热力学壁垒较高(ΔG‡≈16.3 kc
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-12-17
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七坐标镧系双卤化物双四硫代金属酸盐配合物:一种兼具发光和磁性的理想平台
稀土元素因其独特的电子结构和配位特性,在材料科学中具有重要应用价值。传统制备低配位数稀土配合物的方法依赖 bulky 有机配体,但这种方法存在局限性:有机配体可能引入额外的振动弛豫通道,削弱发光性能;而大体积配体往往需要复杂的合成工艺。近年来,无机配体因其纯粹的电子效应和简洁的分子结构受到关注,但其在稀土体系中的应用仍存在挑战。本研究通过创新性地使用全无机硫配体四硫代钨酸盐(tetrathiotungstate)构建稀土配合物,实现了配位数的突破性控制(配位数CN=7),并展现出优异的发光和磁性能,为稀土功能材料的设计开辟了新路径。### 配位化学的创新突破传统稀土配合物多采用氧、氮等杂原子配
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-12-17
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Rb4CuSb2Cl11 和 Rb2In0.91(0.2)Sb0.09Cl5·H2O:宽带隙的 0D 金属卤化物半导体
该研究系统报道了两种新型零维(0D)金属卤化物材料——四 rubidium 二铜二锑氯化物(Rb4CuSb2Cl11)及其替代衍生物二 rubidium 溴化铟锑氯化物(Rb2In0.91Sb0.09Cl5·H2O)。研究通过单晶X射线衍射、密度泛函理论计算、光物理表征及热分析等手段,揭示了这两种材料独特的晶体结构、电子能带特征和光电性能,为开发新型低维无铅光电材料提供了理论依据。### 一、材料体系创新性研究团队突破传统三维钙钛矿材料设计思路,成功制备出两种零维结构材料。Rb4CuSb2Cl11作为首个四配位铜离子与四配位锑离子共存的零维无机材料,其晶体结构由独立的[CuCl3]²⁻ tri
来源:Inorganic Chemistry
时间:2025-12-17
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更年期女性中,关于热潮红的认知与失眠症状之间的关系
摘要 通俗语言总结 目的: 潮热是更年期的典型症状,常常会导致睡眠障碍。尽管潮热的严重程度与失眠有关,但关于潮热的认知模型表明,对潮热的负面认知也可能影响症状的感知和困扰程度。然而,潮热认知与失眠之间的关系仍缺乏研究。本研究探讨了潮热认知是否与失眠症状的严重程度有独特的相关性。 方法: 本研究采用横断面设计,利用为一项纵向研究招募的参与者的二手数据。共有102名围绝经期和绝经后的女性参与了这项研究。参与者完成了评估潮热严重
来源:Menopause
时间:2025-12-17
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通往更年期的漫长而曲折的道路:对于患有子宫内膜异位症的女性来说,这真的是一个重要的里程碑,还只是一种幻觉呢?
```section> 摘要 通俗语言总结 目的: 本研究的主要目的是探讨有子宫内膜异位症病史和没有子宫内膜异位症病史的女性在绝经后的生活质量满意度方面是否存在差异。 方法: 该研究于2022年10月至2024年4月在米兰IRCCS Ca’ Granda Policlinico医院进行。样本共包括394名48-55岁的绝经后女性:其中197人有子宫内膜异位症的临床病史(第1组),197人没有(第2组)。所有参与者均需完成一系列经过验证的问卷调查,内容包括生活质量(简式健康调查12量表,SF-12)、性功能(女性性功能指数[FSFI])、焦虑和抑郁(医院焦虑抑郁量
来源:Menopause
时间:2025-12-17
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在爱德华兹-布朗白云岩中,孔隙网络尺度上的异质性驱动捕获现象
### 研究背景与核心问题 二氧化碳(CO₂)地质封存的安全性高度依赖于对封存岩体中CO₂滞留机制的理解。其中,毛细管捕获是决定CO₂长期滞留的关键因素。尽管孔隙尺度的毛细管捕获已被广泛研究并纳入储层模拟模型,但在实际应用中,如何将微米至厘米尺度的毛细管异质性(如不同孔隙通道的毛细管入口压力差异)整合到场尺度模型中仍存在挑战。这一矛盾源于小尺度异质性对大尺度流动行为的非线性影响,而传统连续介质模型往往简化为均质介质处理,可能低估或高估实际封存效率。例如,碳酸盐岩储层中常见的微孔隙和喉道分布不均,可能导致CO₂在局部形成不可渗透的屏障,从而显著增强捕获能力。然而,这类复杂结构在传统数值模拟中难
来源:Energy & Fuels
时间:2025-12-17
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通过反离子测量对大分子化学修饰进行定量评估
以下是对该研究的详细解读,内容涵盖背景、方法、结果及结论,字数超过2000词:1. **研究背景与挑战** 生物材料领域常用透明质酸(HA)及其衍生物,但化学修饰程度的量化存在技术瓶颈。传统方法如核磁共振(NMR)和紫外可见光谱(UV-Vis)对特定官能团敏感,存在信号弱、交叉干扰等问题。例如,醛基修饰的HA在NMR中信号微弱,需依赖二次标记试剂(如叔丁基碳唑)进行间接检测,但操作繁琐且误差率高。巯基修饰的HA易氧化形成二硫键,导致材料交联溶解困难,传统溶液法失效。此外,大分子聚合物的结构复杂性(如重复单元多、峰重叠)进一步限制了NMR的定量精度。传统方法难以满足生物材料规模化生产中快速、高
来源:Chemistry of Materials
时间:2025-12-17
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用于3微米波段硅光子学的中红外p-i-n GeSn波导光电探测器
近年来,3微米波长波段在红外光子学领域备受关注。该波段位于大气传输窗口(2.7-3.3微米),具有低传输损耗(<1 dB/km)和环境适应性强的特点,在分子指纹识别、痕量气体检测、非侵入式医疗诊断等领域具有重要应用价值。然而,传统III-V族半导体探测器(如HgCdTe、InAs等)存在与硅基光子集成工艺兼容性差、材料毒性高等问题,制约了其在硅光子学芯片中的集成应用。本研究创新性地采用GeSn/SiGeSn异质结结构,成功研制出高性能垂直p-i-n型波导光电探测器(WGPD)。通过调控13% Sn含量,成功实现带隙收窄至0.388 eV,将器件检测波长上限延伸至3.2微米,较商用扩展InGaA
来源:ACS Photonics
时间:2025-12-17
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更正:“适用于便捷、高通量电化学分析的触敏可逆微流控超密集芯片”
研究团队在后续工作中发现,原论文中关于可逆粘接技术的爆破压力(burst pressure)数据存在系统性误差。最初实验中采用的标准微流控通道(宽度3.0毫米、高度1.0毫米、长度25毫米)在最大泵速99.9毫升/分钟的流体冲击下,意外得出5.1兆帕的爆破压力数值。经过深入分析,该误差源于实验装置的固有特性未被充分考量。在重新设计的验证实验中,研究团队采用更精密的微流控通道(宽度140微米、高度45微米、长度25毫米)进行对比测试。通过优化实验方案,首次实现了对设备自身液压阻力的独立测量。研究发现,当排除实验系统本底阻力(47.3帕·毫升/分钟)后,可逆粘接的微流控芯片实际液压阻力为0.5千帕
来源:ACS Applied Materials & Interfaces
时间:2025-12-17
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基于阳离子改性的PVA电纺纳米纤维膜,用于从水中吸附PFAS(全氟和多氟烷基化合物)
本研究聚焦于开发一种新型电纺纳米纤维吸附材料(PVA-CTAC ENM),旨在高效去除水体中的全氟和多氟烷基物质(PFAS)。该材料通过静电纺丝技术制备,结合聚乙烯醇(PVA)基体与阳离子表面活性剂十六烷基三甲基铵氯化物(CTAC)的复合改性,展现出卓越的PFAS吸附性能。以下从材料设计、性能验证、机制解析及实际应用四个维度展开解读。### 一、材料设计与制备创新传统PFAS吸附材料(如活性炭、离子交换树脂)存在选择性差、易再生、环境适应性不足等问题。本研究通过引入CTAC与PVA的协同作用,构建了具有双重功能化特性的纳米纤维膜。制备过程中,CTAC以阳离子形式均匀分布在PVA纤维网络中,通过
来源:ACS Applied Engineering Materials
时间:2025-12-17
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不同剂量咪达唑仑口服溶液在儿童唇裂和腭裂修复中的疗效与安全性:一项随机对照研究
唇腭裂手术儿童口服地西泮镇静效果的多中心研究解读一、临床背景与研究价值唇腭裂作为最常见的颌面部发育畸形,全球发病率约1/700活产儿。此类患者多合并其他综合征(如Pierre Robin序列征),且存在独特的围术期管理挑战。研究显示,25%的儿童在全身麻醉后会出现觉醒期激越(EA),表现为剧烈哭闹、肢体抽动等,可能引发术后伤口出血、呕吐等并发症。当前临床多采用静脉注射地西泮,但存在注射疼痛、依从性差等问题。本研究创新性地采用口服制剂,为儿童围术期镇静提供了新方案。二、研究设计与方法学研究采用三组随机对照设计(A组0.3mg/kg,B组0.5mg/kg,C组生理盐水),样本量74例(每组25例)
来源:Journal of Craniofacial Surgery
时间:2025-12-17
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新型二维Cr3B5材料中固有超导性的理论预测
随着二维材料研究的深入,超导材料的探索成为热点。研究团队通过结构预测与第一性原理计算,发现Cr3B5这一新型二维过渡金属硼化物具有显著超导潜力。该材料采用独特的层状结构设计,在保持高稳定性的同时展现出独特的电子特性,为二维超导材料开发提供了新思路。一、结构特性与稳定性分析Cr3B5晶体结构由三层交替堆叠的原子层构成,其中Cr原子形成核心框架,B原子嵌入层间形成三维网络结构。通过优化计算获得的晶格参数为a=2.86Å,b=3.97Å,γ=111.09°,层间距达3.32Å,这种较大的层间距有效抑制了层间耦合,确保了二维材料的特性。Bader电荷分析显示Cr原子平均失去1.47个电子,B原子平均获
来源:ACS Omega
时间:2025-12-17
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从天体化学角度对C3H6O2异构体家族的能学与光谱学研究
本文围绕C3H6O2同系物的热力学稳定性与光谱特性展开研究,旨在通过计算和实验结合的方法,为星际介质中分子检测提供理论指导。研究采用最小能量原理(MEP)构建多步骤计算框架,结合高频实验测量,系统评估了该分子家族中30余种同分异构体的稳定性及光谱参数,并针对甘油醛等关键物种进行了深入分析。### 研究背景与意义星际介质中存在超过340种已确认分子,其中C3H6O2同系物因其多样的官能团结构成为研究重点。尽管该家族中已有3种分子(乙基甲酸酯、甲基乙酸、1-羟基丙酮)被星际探测证实,但仍有包括丙酸(2a)、2-羟基丙酮(6d)和3-羟基丙酮(1c)在内的17种潜在候选分子尚未被观测到。传统实验室研
来源:ACS Earth and Space Chemistry
时间:2025-12-17
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通过生成建模在精选子空间中设计荧光团
该研究提出了一种基于荧光特性的分子设计新策略,通过整合三种不同生成模型(ReLeaSE、MolDQN、MolFinder)构建了面向荧光化合物的多目标优化框架。研究团队重点突破了传统AI分子生成模型在荧光设计领域的局限性,其创新性体现在三个方面:**1. 基于光物理特性的定制化生成框架**研究构建了包含501种原子环境的AIS(原子在SMILES中)片段库,该库由近9000种荧光相关化合物经过严格筛选和结构解析形成。这种片段库的构建方式突破了传统分子生成模型依赖大规模随机数据集的局限,通过聚焦于荧光活性核心结构单元,有效缩小了生成空间与目标属性之间的差距。**2. 多模态生成模型的协同机制**
来源:ACS Omega
时间:2025-12-17