宏观非平衡超分子自组装综合实验

doi:10.3866/PKU.DXHX202305057

摘要/Abstract

摘要：

为了使化学及相关专业本科生掌握水凝胶材料的基本特点及其在宏观非平衡超分子自组装领域的应用，介绍了一个研究型大学化学综合实验——宏观非平衡超分子自组装综合实验。本实验主要包括基于均相自由基聚合的聚电解质水凝胶的制备方法、基于尿素-脲酶计时反应的宏观非平衡超分子自组装体系的构建方法、组装体性能表征、非平衡组装及解组装的机制探究等内容。通过本实验的实践，可加深学生对超分子相互作用的理解；掌握相关的聚合物水凝胶的制备和表征方法；以及巩固一些常用仪器的使用方法。通过教学和实践相结合的方法，建立起教学和科研的桥梁，扩宽学生科学视野，激发研究兴趣，培养学生的创新能力以及科学思维。

关键词: 超分子相互作用, 非平衡组装, 聚电解质水凝胶, 脲酶, 化学综合实验

Abstract:

In order to enable undergraduate students majoring in chemistry and related fields to understand the basic characteristics of hydrogel materials and their applications in macroscopic non-equilibrium supramolecular self-assembly, we have introduced a comprehensive research-oriented experiment titled "Macroscopic Non-equilibrium Supramolecular Self-Assembly Experiment". This experiment mainly includes the preparation method of polyelectrolyte hydrogels based on homogeneous free radical polymerization, the construction method of macroscopic non-equilibrium supramolecular self-assembly system based on urea-urease timing reaction, characterization of assembly performance, and exploration of the mechanisms of non-equilibrium assembly and disassembly. Through the practice of this experiment, students can deepen their understanding of supramolecular interactions, master the preparation and characterization methods of relevant polymer hydrogels, as well as consolidate the use of some commonly used instruments. By combining teaching and practice, we establish a bridge between teaching and scientific research to broaden students' scientific perspectives, stimulate their research interests, and cultivate students' innovative abilities and scientific thinking.

Key words: Supramolecular interactions, Non-equilibrium assembly, Polyelectrolyte hydrogels, Urease, Comprehensive chemical experiment

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链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202305057

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2024/V39/I1/126

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仪器名称	型号	厂家
多功能台式摇床	HT-X330GB	上海沪析
偏光显微镜	MP41	广州明美光电技术
质构分析仪	TMS-PRO	济南睿谟商贸
pH计	START3100	美国奥豪斯

试剂名称	纯度	生产厂家
丙烯酰胺	分析纯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
N, N'-亚甲基双丙烯酰胺	分析纯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
脲酶	15000–50000 U∙g⁻¹	西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司
对苯乙烯磺酸钠	分析纯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
尿素	分析纯	国药集团化学试剂有限公司
四乙烯基吡啶	分析纯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
过硫酸铵	分析纯	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
炭黑	分析纯	国药集团化学试剂有限公司
N, N, N', N'-四甲基乙二胺	99%	上海阿拉丁生化科技股份有限公司
O-甲基丙烯酸荧光素酯	95%	西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司
柠檬酸，一水	分析纯	国药集团化学试剂有限公司
二水合柠檬酸三钠	分析纯	国药集团化学试剂有限公司

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