超分辨显微成像技术是近些年来发展最快、受关注度最高的光学成像技术之一。这类技术突破了光学衍射极限,将显微镜的分辨率从几百纳米提高到几十纳米,为生命科学研究提供了一个强大工具。目前主流的超分辨率显微技术主要基于点扩散函数调制和单分子定位的原理来实现。其主要贡献者也成为2014年诺贝尔化学奖的获得者。本文简要讲述超分辨显微技术的发展历程并对其发展趋势进行展望。
论述了教学研究的重要性和复杂性。提出撰写教学研究论文应符合先进性、创新性、实证性、示范性和发展性等原则。介绍了教学研究涉及的主要领域,研究的主要内容和方法,对如何开展各领域教学研究并撰写高水平的教学研究论文进行了讨论并给出了示例。
指出将纳米物质安全教学内容纳入化学课程的重要性。讨论通过理论和实验课实施纳米物质安全教学的方法,包括通过教学帮助学生建立纳米物质防护理念和学习防护方法。
大型开放式网络课程(MOOC,译为慕课)的提出对化学分析课堂改革提供了新的思路,MOOC的实践显现了有待解决的问题;针对化学分析课堂现状,拟采用线上与线下结合的混合教学模式推进课堂改革,对具体的方案进行了讨论。此计划有望提高化学分析课堂教学质量、培养师生在网络时代下的信息素质,改进人才的培养模式。
从微积分在化学热力学理论中的应用角度出发,介绍微积分是如何被引入到化学热力学中。归纳了化学热力学状态函数的数学特性,讨论了一些重要基本概念的联系和区别,指出了微积分在化学热力学理论建立过程中的重要意义,并结合一些实例介绍了微积分原理和方法在化学热力学中的应用。
从研究型教学设计的总体思路、研究型教学的主要内容、研究型教学的实施及考评几个方面介绍无机化学研究型教学的实施情况。
在无机化学教学中设置了旨在提高学生创新意识、激发学生创新思维的创新型作业——无机化学创新大作业,类型包括文献综述、知识拓展、创新追踪、理论应用、总结类比、概括归纳、学科渗透等。
正负离子表面活性剂混合体系曾被认为是表面活性剂配方的禁忌,但通过增大表面活性剂头基的面积,正负混合体系在很宽的物质的量比下都不会产生沉淀,而且还会产生显著的增效效应。头基大的离子型表面活性剂甚至能够用来增溶难溶的反电荷表面活性剂。
对铵盐中氮含量的测定(甲醛法)实验进行了改进,不仅减少了环境污染,降低了对操作者的影响,而且操作方便。改进后的方法已用于基础化学分析实验。
介绍一个综合化学实验——Cu2O微纳晶可控合成及其光催化性能研究。采用简单配合物作为前驱物,在水热条件下通过调节反应条件,合成多种形貌的Cu2O微纳晶体,并对所得的不同产品结构、形貌和光学性质进行表征,对其光催化能力作对比性研究。
介绍一个基础化学小型综合实验——过氧化尿素的制备及产品中活性氧含量的测定。该实验以尿素和过氧化氢为原料制备过氧化尿素,并对其性质及含量进行鉴定和定量分析。实践结果表明本实验设计合理,可作为基础化学实验课程中的小型综合实验开设。
介绍一个分离与反应技术一体化的化学工程实验,实验中需进行发酵过程与双极膜电渗析过程的集成操作,可使学生在了解分离与反应技术一体化基本理论的基础上,改变传统的化学工程反应观念,激发对新型化学工程学科的学习兴趣。
从宏观基元反应是微观化学反应向宏观化学反应过渡的观点出发,围绕活化络合物的特点和微观模型叙述了过渡状态理论,并得到了一个具有实用价值的推论。
通过比较C—O单键和C=O双键的键能,预测醇的共轭碱很容易通过无键共振形成C=O双键。由于C—C键能远小于C—H键能,所以甲基比氢原子更容易通过形成无键共振来稳定烷氧基负离子,由此导致气相中的酸性顺序为:(CH3)3COH>(CH3)2CHOH>CH3CH2OH>CH3OH。这个观点得到了量子化学计算的支持。
指出了物理化学教材中有关G-ξ图的一种错误表示,并阐明了错误的原因。
为配制出驱蚊效果好、持续效果长的天然蚊虫驱避剂,通过文献查询和问卷调查,详细分析了最为人所知的驱蚊植物,以及可以接受的驱蚊产品价格范围。对提及率最高的植物使用超声波加旋转蒸干法进行提取和浓缩,得到了粗提物浸膏,并测试了成分。将粗提物浸膏用不同溶剂配制成不同浓度的天然提取物溶液,通过小白鼠测试了其效力和有效保护时间。基于实验数据得出了一些结论。
以纯液体蒸气压和亨利系数为出发点,讨论了二组分气液相图存在共沸点的充分条件。结合纯液体蒸气压和亨利系数的物理意义,对共沸点存在的条件进行了说明。
我国科学家从1958年开始,经过6年多的曲折努力,终于在1965年9月成功地获得了人工全合成牛胰岛素的晶体.这是世界上第一个人工合成的具有生物活力的结晶蛋白质,它标志着人类在认识生命、探索生命奥秘的征途中迈出了关键性的一步,从而成为我国自然科学发展史上的一个重要里程碑.在完成这重大的科研项目中,我国科学家所体现的敢做难题、勇攀高峰的精神,顾全大局、团队协作的精神,艰苦奋斗、不计名利的精神和严格认真、严谨求实的精神是值得发扬光大,代代相传的.
从问题解决的视角介绍碳纳米管的性质和在应用方面存在的问题.重点介绍卟啉修饰的碳纳米管的优势以及卟啉修饰碳纳米管的方法、应用和近期的研究进展.
以美国化学类专业排名前30的高等院校的环境安全与健康管理体系(Environment,Health & Safety,简写为EHS)为研究对象,进行了信息的收集、分析与整合,从中总结出美国高校EHS管理体系的6个特点;进一步介绍了美国高校EHS管理体系架构的确立与运作.结合目前我国高校实验室安全管理存在的主要问题,提出了建设、发展和丰富我国高校的实验室安全文化是当前最基础性的建设任务之一,以期引起高校管理部门对安全问题的真正重视并落实到行动中.
通过一个简单的实验教学实例——量气法的应用,展现如何在实验教学过程中启发和引导学生去“想”.
结合哈尔滨工业大学材料化学专业建设情况,重点阐述了专业建设与大学生科技创新能力培养的关系以及所获得的成果.在科技创新中完善专业建设,在专业建设中为科技创新活动搭建舞台,着重培养本科生的科学精神和科研能力.利用专业建设和科技创新的协同育人机制,实现专业与育人的有机结合,提高学生的综合素质和创新能力.
就大一无机化学实验过程中近年来出现的问题提出了有针对性的解决方法.主要从优化实验内容、教学模式、实验减污再用等方面进行了探索.
介绍了相对活度的概念和化学势表达式的通式在物理化学课程中的一些应用,有助于学生深刻理解和系统掌握相关知识,对提高教师的授课效率和学生的学习效率均有一定的帮助.
将无机化学中的脱水缩合反应进行分类:发生在无机含氧酸之间的脱水缩合反应;发生在无机含氧酸酸式盐之间的脱水缩合反应和酸化含氧酸盐溶液而发生的脱水缩合反应.介绍了缩合反应及缩合反应产物的应用.
量子力学和分子力学(QM/MM)组合方法结合了量子力学的精确性和分子力学的高效性,在研究凝聚态中的化学反应及生物大分子的结构和活性等方面发挥着重要作用.本文主要介绍了QM/MM组合方法的基本原理及国内外有关QM/MM组合方法的研究进展.
以国产正置显微镜为平台搭建简易可行的光镊装置,实现了对单个微球的二维捕获,并将其与荧光检测技术相结合,以性质优良的量子点(荧光发射波长605nm)为荧光标记物,建立了一种基于单个微球富集待测分子的高灵敏度高选择性的定量分析方法,实现了人乳头瘤病毒16的DNA的定量分析.
介绍基于量热法的热动力学原理.利用该方法测定了乙酸乙酯皂化反应的速率常数,并比较了该方法与电导法的优缺点.
主要讨论有机化合物命名中各种“基”在中文中的表达方式和使用.
以林邦副反应思想为基础,用质子条件式PBE、物料平衡式MBE、滴定分数和条件稳定常数等知识推导出一元强碱滴定一元弱酸溶液的林邦滴定曲线方程,并用滴定曲线方程讨论了滴定开始至化学计量点时任意一点pH的计算.
运用一维势箱模型结合Hückel简单分子轨道理论,提出了一个预测共轭多烯烃吸收光谱的简便公式.将该公式用于处理并苯和石墨烯,解释了石墨烯和石墨导电以及π∞∞键具有金属键的特性.
讨论不同有机相与水形成的油/水界面处水/气、油/气及油/水3个界面张力的影响因素及相对大小.重点讨论了加入无机盐对作用于透镜状油滴上的3个界面张力的影响,总结出基本的规律并进行了实验验证.
以交错式乙烷为例,详细地介绍了如何使用POV-Ray软件制作展示分子对称元素的精美视频动画,可以帮助学生直观形象地分析分子结构,很好地掌握分子对称性的相关教学内容,切实提高课程的教学效果.
讲述列表法在判断过程特点、计算体积功和系统的熵变等热力学计算中的应用.
基于质谱的蛋白质组学在近20年有巨大的发展。在其应用中,病原微生物和与感染相关的蛋白质组学具有重要科学意义,体系复杂度又相对较小,一直受到广泛关注并有较快发展。本文从感染中病原微生物和宿主的蛋白质组学两方面入手,简要综述应用蛋白质组学研究感染过程的相关工作,着重介绍该领域近几年的主要进展,并对其发展做出展望。
理科院系高分子化学实验教学发展缓慢,急需紧跟学科发展的前沿、注入新鲜而实用的内容。全新设计建设的现代高分子化学实验覆盖众多传统实验课鲜有涉及、但在科研中极为重要的前沿理念与技术,旨在提高学生科研素养和对学科前沿的把握能力,其成功开发为理科院系针对创新型人才培养的高分子化学实验提出了全新思路。
