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超分子化學(xué)論文匯總十篇

時間:2023-03-28 14:55:16

序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇超分子化學(xué)論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來更深刻的閱讀感受。

超分子化學(xué)論文

篇(1)

順應(yīng)國家資源保護和社會經(jīng)濟發(fā)展之需,延邊大學(xué)長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室自成立以來,以“長白山區(qū)豐富的生物資源為研究對象,以有機化學(xué)為基礎(chǔ),利用現(xiàn)代分析技術(shù)和有機合成新方法,開展植物化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)測定、生物活性與功能、結(jié)構(gòu)修飾與合成、分布及演化規(guī)律的研究,并與相關(guān)學(xué)科相結(jié)合,為區(qū)域創(chuàng)新植物藥和朝藥的發(fā)展做出貢獻”為實驗室研究方向,僅在2008年承擔(dān)的項目就包括“歐盟第七研發(fā)框架計劃項目”、國家“863”計劃項目、教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃”和國家自然科學(xué)基金項目等,經(jīng)費共計1050萬元。

實驗室自立項建設(shè)以來,共發(fā)表了SCI收錄論文200余篇,核心期刊論文180多篇;申請發(fā)明專利13項,獲發(fā)明專利證書3項;通過省級或州級鑒定項目15項,其中轉(zhuǎn)讓項目1項(金額330萬元);獲得吉林省科技進步二等獎和三等獎各2項,吉林省優(yōu)秀論文獎1項。

創(chuàng)業(yè)初告捷,實驗室?guī)ь^人吳學(xué)教授并未沉浸在滿足之中,面對成績他顯得坦然而自信,沒有談及個人絲毫,而是向我們介紹了實驗室的成立與發(fā)展之路。

成立之因

長白山開發(fā)歷史較短,人為破壞程度較低,具有生長天然中藥材的良好生態(tài)環(huán)境,中藥材質(zhì)量優(yōu)良,馳名中外。同時,長白山地區(qū)朝藥資源極其豐富,而且絕大多數(shù)尚未進行研究開發(fā),其中不少為朝藥特有植物。

生物資源的保護與開發(fā)利用應(yīng)該是相輔相成,辯證統(tǒng)一的。資源的開發(fā)利用是為了創(chuàng)造出可供人類物質(zhì)生活消費的產(chǎn)品,為人類造福。而要搞好開發(fā)利用,首先應(yīng)該摸清“家底”,搞好資源的調(diào)查研究和保護工作,保護資源的目的就是為了更好地開發(fā)和永續(xù)利用。保護并非意味著要保持生態(tài)的原始狀態(tài)不動,而是在開發(fā)利用的過程中對其采取必要的技術(shù)措施,盡可能不造成或少造成破壞,盡量恢復(fù)對生物有利的環(huán)境,促進其繁衍,形成生物資源的良性循環(huán),以利于資源的永續(xù)利用。

合理地開發(fā)利用長白山天然野生藥用植物資源,重視野生藥材資源的馴化栽培和保護,可有效避免野生藥用植物資源的枯竭,促進天然藥用植物的資源安全和可持續(xù)生產(chǎn)及發(fā)展。同時,隨著中藥逐步走向國際市場,對藥材資源的需求量會越來越大,野生藥材資源面臨的壓力會日益沉重,保護天然植物環(huán)境是保證天然植物及其產(chǎn)品質(zhì)量,使天然資源可持續(xù)性開發(fā)利用的前提。

就是在這樣的時勢所需之下,2005年8月經(jīng)教育部批準(zhǔn),延邊大學(xué)有機功能分子與材料實驗室立項建設(shè)“長白山生物功能因子”省部共建教育部重點實驗室,于2008年4月“長白山生物功能因子”省部共建教育部重點實驗室建設(shè)項目通過了教育部的驗收,并同時提出更名申請。實驗室于2009年2月經(jīng)教育部批準(zhǔn)正式更名為“長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室”。實驗室現(xiàn)有教授20人,副教授8人,其中具有博士學(xué)位者23人,新世紀(jì)優(yōu)秀人才1人、省首席教授1人、省高級專家1人、省突貢專家3人,全國勞動模范1人、全國優(yōu)秀教師1人。

五年計劃

實驗室在化學(xué)、藥學(xué)和生物學(xué)相互交叉融合的基礎(chǔ)上提出了今后5年的工作目標(biāo),依托于有機化學(xué)、藥物化學(xué)兩個省重點學(xué)科,立足于當(dāng)前有機分析化學(xué)中活躍的前沿研究領(lǐng)域――樣品前處理技術(shù)和毛細(xì)管液相色譜技術(shù)的研發(fā),注重原始創(chuàng)新,并以此為支撐有效開展長白山植物資源的保護與開發(fā)。本期目標(biāo)的完成將標(biāo)志著長白山天然資源的保護。開發(fā)、利用由分散進入到系統(tǒng),由短期行為進入到長期規(guī)劃階段,預(yù)計將從兩大方面取得積極成效一是有力有效地推動延邊大學(xué)相關(guān)學(xué)科的建設(shè),促進學(xué)校發(fā)展目標(biāo)實現(xiàn);二是為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展服務(wù)。

有機分析化學(xué)方向

長白山植物保護層面上首先解決植物生長環(huán)境的評價、植物質(zhì)量評價、農(nóng)藥殘留等問題,這些研究工作涉及的分析和測試工作量大、繁重而費時、費溶劑。為此,亟待開發(fā)提取、濃縮、分離和分析為一體的在線、快速原創(chuàng)分析技術(shù),為創(chuàng)造生物最佳生長環(huán)境,進行生物質(zhì)量實時跟蹤評價,以利于天然資源的有效開發(fā)利用提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

李東浩教授主持的有機分析化學(xué),著眼于當(dāng)前有機分析化學(xué)中活躍的前沿研究領(lǐng)域――樣品前處理技術(shù)和毛細(xì)管液相色譜技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用,注重原始創(chuàng)新,開展具有重要應(yīng)用背景的應(yīng)用基礎(chǔ)研究,研究成果將在長白山植物質(zhì)量控制和保護方面起著龍頭作用,并在與長白山植物資源相關(guān)的基礎(chǔ)研究及知識產(chǎn)權(quán)和市場產(chǎn)權(quán)領(lǐng)域中起技術(shù)支撐作用。

應(yīng)用有機化學(xué)方向

由尹炳柱教授負(fù)責(zé),廣泛深入地開展功能有機分子(包括在化學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué),材料化學(xué)和環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域具有重要功能或性能的有機分子)研究,包括功能分子的合成、天然產(chǎn)物的化學(xué)修飾,開發(fā)新的藥物先導(dǎo)化合物等基礎(chǔ)和應(yīng)用基礎(chǔ)研究。該方向由四個課題組構(gòu)成:

藥物先導(dǎo)化合物的修飾課題組,對從長白山天然植物中分離篩選出的具有抗肝纖維化、抗癌、抗代謝性疾病(糖尿病,高血脂)和心血管疾病等先導(dǎo)化合物的化學(xué)修飾,合成系列化合物,從其系列化合物中尋找作用強,選擇性高、毒性低的化合物;

基于羧基肽酶-A抑制劑合成和抑制機理的研究課題組,從長白山天然植物中篩選對羧基肽酶-A有抑制作用的先導(dǎo)化合物,經(jīng)化學(xué)修飾合成高性能的羧基肽酶-A抑制劑,研究抑制活性、作用機理以及復(fù)合物的超分子結(jié)構(gòu);

光電信息功能分子的設(shè)計與合成,合成具有良好應(yīng)用前景的有機電致發(fā)光化合物及其金屬配合物,研究其發(fā)光性能,探討發(fā)光性質(zhì)與分子結(jié)構(gòu)的關(guān)系以及在分析化學(xué)指示劑方面的應(yīng)用,傳感器的制作與應(yīng)用等,為長白山天然產(chǎn)物中先導(dǎo)化合物的分離、鑒定確立理論基礎(chǔ);

超分子組裝體與大生物分子的作用及其機理超分子化學(xué),如合成具有各種幾何形狀的Coil-Rod型大分子和π-

共軛擴張的四硫富瓦烯以及帶有四硫富瓦烯結(jié)構(gòu)單元的四氮雜卟咻衍生物,研究它們的結(jié)構(gòu)和電、光、磁活性,分子自組裝以及其LB膜和自組裝體系的超分子結(jié)構(gòu)以及在化學(xué)診斷、光化學(xué)治療等方面的應(yīng)用。

長白山藥用植物及朝藥研究方向

“全國五一勞動獎?wù)隆鲍@得者、藥學(xué)專家南極星牽頭,選擇長白山天然資源及朝鮮族傳統(tǒng)藥物,建立朝鮮族民族藥材有效部位及化學(xué)成分樣品庫,并利用活性篩選技術(shù)對樣品庫中的化學(xué)成分進行篩選,發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物和候選化合物,并進行先導(dǎo)化合物的優(yōu)化及構(gòu)效關(guān)系研究,同時利用藥理學(xué)與分子生物學(xué)等方法揭示其作用機理,并開展以朝藥為主的長白山藥用植物資源馴化與保護研究。

在近幾年的研究基礎(chǔ)上,針對腫瘤、肝損傷、心腦血管疾病以及代謝性疾病(糖尿病,高血脂)等4種疑難疾病,選擇朝鮮族傳統(tǒng)藥物及特色天然藥物,建立朝鮮族民族藥材有效部位及化學(xué)成分樣品庫利用活性篩選技術(shù)對樣品庫中的有效成分和有效部位進行篩選,發(fā)現(xiàn)先導(dǎo)化合物和候選藥物,同時利用藥理學(xué)與分子生物學(xué)方法揭示作用機理。長白山珍稀植物及生物技術(shù)研究方向

由尹成日教授負(fù)責(zé),針對長白山名貴植物資源保護與利用的需要,利用現(xiàn)代生物技術(shù),探索有效保護長白山重要生物資源的新方法,創(chuàng)建開發(fā)利用這些資源的新工藝,研發(fā)高附加值。高效益的新產(chǎn)品。采用生物反應(yīng)器進行人參不定根大規(guī)模培養(yǎng),實現(xiàn)人參的工廠化生產(chǎn),可大量生產(chǎn)野山參,西洋參、高麗參等高附加值產(chǎn)品,既保護林地又滿足不斷增長的市場需求;利用微生物轉(zhuǎn)化法,使人參等藥材中含量較高的活性成分轉(zhuǎn)化為新的高效活性先導(dǎo)化合物,大大增強藥材的生物活性利用微生物深層發(fā)酵法,實現(xiàn)長白山珍稀藥用菌(桑黃等)的工廠化生產(chǎn),開發(fā)一系列藥用菌產(chǎn)品利用長白山有毒植物,開發(fā)有效地防止人參銹腐病的植物源生物農(nóng)藥。

發(fā)展目標(biāo)

偉大的跨越離不開科學(xué)的目標(biāo)和精密的計劃,任何計劃的成功都必有事先的預(yù)期和努力。實驗室力爭通過五年的努力,達到以下目標(biāo):

1、將提升延邊大學(xué)長白山學(xué)科群的科研水平和綜合實力,為爭取獲得化學(xué)一級學(xué)科博士學(xué)位授予權(quán)和有機化學(xué)國家重點學(xué)科奠定堅實的基礎(chǔ)爭取分析化學(xué)和生藥學(xué)二級學(xué)科博士點,進入省級重點學(xué)科行列。

2、將造就一支由中青年博士組成的高素質(zhì)學(xué)術(shù)隊伍,培養(yǎng)引進1~2名國際,國內(nèi)知名的學(xué)術(shù)領(lǐng)軍人物和學(xué)術(shù)帶頭人,并使3~5人進入國家及省部級人才計劃,建成一支團結(jié)協(xié)作、開拓創(chuàng)新和勤奮敬業(yè)的隊伍。

3、將進一步提升高層次人才的培養(yǎng)規(guī)模和水平,進一步提高研究生特別是博士生的創(chuàng)新能力。到2011年本項目覆蓋學(xué)科博士研究生年在校人數(shù)達到40名左右,碩士生200名左右。質(zhì)量上,碩士研究生科研和論文水平接近重點院校相關(guān)學(xué)科碩士生水平,博士生研究和論文水平要達到國內(nèi)同類學(xué)科的中上等水平。

4、將進一步提升學(xué)科承擔(dān)國家和地方重大科研項目的能力。獲得國家基金重點項目,國家科技支撐計劃項目在內(nèi)的國家和省部級科研項目40項以上,發(fā)表SCI,El收錄論文160篇以上,努力實現(xiàn)本學(xué)科高水平、影響力論文的突破;申請專利10項以上,獲發(fā)明專利授權(quán)5項以上,獲得國家和省部級科技成果獎勵4~6項,提供以多種技術(shù)為集成的植物樣品提取、濃縮、分離和分析為一體的毛細(xì)管液相色譜試驗樣機,建立長白山植物綜合數(shù)據(jù)庫;挖掘和整理朝藥,驗證朝醫(yī)藥有效方、藥,完成有自主知識產(chǎn)權(quán)的朝藥方(肝、前列腺),爭取1~2個臨床批號,提供4~6個生物活性強的候選化合物供臨床前研究開發(fā)人參稀有皂苷等天然活性物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化技術(shù)1~2項和珍稀植物組織培養(yǎng)技術(shù)2~3項,開發(fā)防治人參根腐病的植物源農(nóng)藥,防治率達到50%以上。

5、將進一步提升學(xué)科為地方經(jīng)濟建設(shè)服務(wù)的能力,開發(fā)一批具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新技術(shù)、新產(chǎn)品,努力爭取2~4項成果進入產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,為地方經(jīng)濟建設(shè)做出貢獻。

現(xiàn)代管理

達到目標(biāo),不僅要有鮮明的計劃和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶嵤?,對于一個團隊來說,還需要科學(xué)的管理體制和先進的運行機制。長白山生物資源與功能分子教育部重點實驗室這樣一個擁有多名世界各國歸國人才的團體,獨辟蹊徑,開創(chuàng)了自己獨有的管理模式:組建統(tǒng)一的公共技術(shù)平臺,配備專人負(fù)責(zé)設(shè)備管理、維護和培訓(xùn)等工作,形成學(xué)術(shù)帶頭人――青年學(xué)術(shù)骨干――技術(shù)與輔助人員的合理配置與梯隊建設(shè)。

在運行機制上,實施責(zé)任教授負(fù)責(zé)制度,遵照國家政策和有關(guān)規(guī)定,組織建設(shè)本研究方向的師資和科研力量,有權(quán)支配該方向獲得的各級科研課題的經(jīng)費。

篇(2)

1.啟發(fā)式教學(xué)

目前,學(xué)生對結(jié)構(gòu)化學(xué)的學(xué)習(xí)興趣普遍不高,啟發(fā)式教學(xué)能夠幫助學(xué)生加深對結(jié)構(gòu)化學(xué)的理解,掌握所學(xué)到的結(jié)構(gòu)化學(xué)知識,最大限度地調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性,獲得良好的教學(xué)效果。此外,為了激發(fā)學(xué)生的興趣,教師可以以層出不窮的國內(nèi)外科研成果為例,給學(xué)生以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的思想,常常給學(xué)生舉一些例子,生動形象,加深了學(xué)生對知識的理解。

2.參與式教學(xué)

參與式教學(xué)在狹義上可以說是學(xué)校課堂教學(xué),教師可在課堂上設(shè)置開放性的問題,讓學(xué)生參與其中,從而進行參與式教學(xué);而廣義上的參與式教學(xué)可以看成是大課堂學(xué)習(xí),即學(xué)習(xí)不僅是在課堂上,學(xué)生也可以通過其他的渠道獲得知識,達成學(xué)習(xí)的效果。學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)化學(xué)會經(jīng)歷一個吸收、思考、疑問、接受、再思考、理解、深化、掌握等的過程。結(jié)構(gòu)化學(xué)與計算聯(lián)系緊密,以往的結(jié)構(gòu)化學(xué)推導(dǎo)和演算往往顯得枯燥無味,教師講授起來非常難,不易調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性,學(xué)生的學(xué)也是一味重復(fù)式的機械練習(xí),這樣就失去了獲取知識的真正意義和動力,并且也降低了趣味性。教師可以設(shè)置開放性的課后作業(yè),例如,在講授配位場理論和配合物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)時,給學(xué)生布置查閱有關(guān)超分子科學(xué)的論文,促使學(xué)生利用課后時間,到圖書館或者是其他數(shù)據(jù)庫查閱相關(guān)資料文獻等方式對感興趣的課題展開探討,尤其是要結(jié)合學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的選題進行有針對性的研究,可以以小組的形式上交論文,并且每組選出來一名代表做一次PPT報告,然后根據(jù)論文和報告內(nèi)容計入平時成績。這樣的教學(xué)方式,鍛煉了學(xué)生的科研寫作能力,激發(fā)了學(xué)生的求知欲望。總之,這種開放的參與式教學(xué)能給每個學(xué)生提供更多的參與機會和成功機會,讓每個學(xué)生在參與中得到發(fā)展。

3.探究式教學(xué)

探究式教學(xué)是指在探究活動時,學(xué)生必須自己獨立完成所有的探究任務(wù),強調(diào)了每個學(xué)生個體的獨立性。自由探究的研究和學(xué)習(xí)方法類似于“搞”科學(xué)、“搞”科研。結(jié)構(gòu)化學(xué)課件有大量的圖片,當(dāng)學(xué)生看到這些圖片時,就對微觀結(jié)構(gòu)有了一個基本的認(rèn)識,然后他們可以利用電腦,自己構(gòu)造一些簡單的分子模型等,通過結(jié)構(gòu)分析它們的性質(zhì),在最短的時間內(nèi)獲得大量知識,自主探究和協(xié)作研究,提高學(xué)習(xí)效率。教學(xué)實踐證明,以微觀模型引領(lǐng)學(xué)生進入微觀的物質(zhì)世界,自主構(gòu)建模型,研究微觀粒子運動規(guī)律,既提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,又提高了學(xué)生的探究意識和創(chuàng)新精神。

篇(3)

一門科學(xué)的內(nèi)涵和定義至少有四個屬性:

整體和局部性科學(xué)是一個復(fù)雜的知識體系,好比一塊蛋糕。為了便于研究,要把它切成大、中、小塊。首先切成自然科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和社會科學(xué)三大塊。在自然科學(xué)中,又有許多切法。一種傳統(tǒng)的切法是分為物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、天文學(xué)、地理學(xué)等一級學(xué)科。近年來又有切成物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)、地球科學(xué)、信息科學(xué)、材料科學(xué)、能源科學(xué)、生態(tài)環(huán)境科學(xué)、納米科學(xué)、認(rèn)知科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)等的分類方法?;瘜W(xué)是從科學(xué)整體中分割開來的一個局部,它和整體必然有千絲萬縷的聯(lián)系。這是它的第一個屬性。

學(xué)科之間的關(guān)聯(lián)和交叉如果把科學(xué)整體看成一條大河,那么按照各門科學(xué)研究的對象由簡單到復(fù)雜,可以分為上游、中游和下游。數(shù)學(xué)、物理學(xué)是上游科學(xué),化學(xué)是中游科學(xué),生命科學(xué)、社會科學(xué)等是下游科學(xué)。上游科學(xué)研究的對象比較簡單,但研究的深度很大。下游科學(xué)的研究對象比較復(fù)雜,除了用本門科學(xué)的方法以外,如果借用上游科學(xué)的理論和方法,往往可以收到事半功倍之效。所以“移上游科學(xué)之花,可以接下游科學(xué)之木”。具有上游科學(xué)的深厚基礎(chǔ)的科學(xué)家,如果把上游科學(xué)的花,移植到下游科學(xué),往往能取得突破性的成就。例如1994年諾貝爾經(jīng)濟獎授予納什,他在1950年得數(shù)學(xué)博士學(xué)位,1951-1958年任美國麻省理工學(xué)院數(shù)學(xué)講師、副教授,后轉(zhuǎn)而研究經(jīng)濟學(xué),把數(shù)學(xué)中概率論之花,移到經(jīng)濟學(xué)中來,提出預(yù)測經(jīng)濟發(fā)展趨勢的博弈論,因而獲得諾貝爾經(jīng)濟獎。

發(fā)展性化學(xué)的內(nèi)涵隨時代前進而改變。在19世紀(jì),恩格斯認(rèn)為化學(xué)是原子的科學(xué)(參見《自然辯證法》),因為化學(xué)是研究化學(xué)變化,即改變原子的組合和排布,而原子本身不變的科學(xué)。到了20世紀(jì),人們認(rèn)為化學(xué)是研究分子的科學(xué),因為在這100年中,在《美國化學(xué)文摘》上登錄的天然和人工合成的分子和化合物的數(shù)目已從1900年的55萬種,增加到1999年12月31日的2340萬種。沒有別的科學(xué)能像化學(xué)那樣制造出如此眾多的新分子、新物質(zhì)。現(xiàn)在世紀(jì)之交,我們大家深深感受到化學(xué)的研究對象和研究內(nèi)容大大擴充了,研究方法大大深化和延伸了,所以21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。

定義的多維性一門科學(xué)的定義,按照從簡單到詳細(xì)的程度可以分為:(1)一維定義或X-定義,X是指研究對象。(2)二維定義或XY-定義。Y是指研究的內(nèi)容。(3)三維定義或XYZ-定義。Z是指研究方法。(4)四維定義或WXYZ定義,W是指研究的目的。(5)多維定義或全息定義。一門科學(xué)的全息定義還要說明它的發(fā)展趨勢、與其他科學(xué)的交叉、世紀(jì)難題和突破口等等。這樣才能對這門科學(xué)有全面的了解。下面以化學(xué)為例加以說明。

化學(xué)的一維定義

21世紀(jì)的化學(xué)是研究泛分子的科學(xué)。泛分子的名詞是仿照泛太平洋會議等提出的。泛分子是泛指21世紀(jì)化學(xué)的研究對象。它可以分為以下十個層次:(1)原子層次,(2)分子片層次,(3)結(jié)構(gòu)單元層次,(4)分子層次,(5)超分子層次,(6)高分子層次,(7)生物分子和活分子層次,(8)納米分子和納米聚集體層次,(9)原子和分子的宏觀聚集體層次,(10)復(fù)雜分子體系及其組裝體的層次。

化學(xué)的二維定義化學(xué)是研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)。具體地說,就是:化學(xué)是研究原子、分子片、結(jié)構(gòu)單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發(fā)態(tài)、過渡態(tài)、吸附態(tài)、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數(shù)、不同尺度和不同復(fù)雜程度的聚集態(tài)和組裝態(tài),直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應(yīng),制備、剪裁和組裝,分離和分析,結(jié)構(gòu)和構(gòu)象,粒度和形貌,物理和化學(xué)性能,生理和生物活性及其輸運和調(diào)控的作用機制,以及上述各方面的規(guī)律,相互關(guān)系和應(yīng)用的自然科學(xué)。

化學(xué)的三維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容的科學(xué)?;瘜W(xué)的研究方法和它的研究對象及研究內(nèi)容一樣,也是隨時代的前進而發(fā)展的。在19世紀(jì),化學(xué)主要是實驗的科學(xué),它的研究方法主要是實驗方法。到了20世紀(jì)下半葉,隨著量子化學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用,化學(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了,它的研究方法有實驗和理論。現(xiàn)在21世紀(jì)又將增加第三種方法,即模型和計算機虛擬的方法?;瘜W(xué)的四維定義化學(xué)是用Z方法研究X對象的Y內(nèi)容以達到W目的的科學(xué)?;瘜W(xué)的目的和其他科學(xué)技術(shù)一樣是認(rèn)識世界和改造世界,但現(xiàn)在應(yīng)該增加一個“保護世界”。化學(xué)和化學(xué)工業(yè)在保護世界而不是破壞地球這一偉大任務(wù)中要發(fā)揮特別重要的作用。造成污染的傳統(tǒng)化學(xué)向綠色化學(xué)的轉(zhuǎn)變是必然的趨勢。21世紀(jì)的化工企業(yè)的信條是五個“為了”和五個“關(guān)心”:為了社會而關(guān)心環(huán)保;為了職工而關(guān)心安全、健康和福利;為了顧客而關(guān)心質(zhì)量、聲譽和商標(biāo);為了發(fā)展而關(guān)心創(chuàng)新;為了股東而關(guān)心效益。

化學(xué)的多維定義———21世紀(jì)化學(xué)研究的五大趨勢

1、更加重視國家目標(biāo),更加重視不同學(xué)科之間的交叉和融合在世紀(jì)之交,中國和世界各國政府都更加重視國家目標(biāo),在加強基礎(chǔ)研究的同時,要求化學(xué)更多地來改造世界,更多地滲透到與下述十個科學(xué)郡的交叉和融合:1數(shù)理科學(xué),2生命科學(xué),3材料科學(xué),4能源科學(xué),5地球和生態(tài)環(huán)境科學(xué),6信息科學(xué),7納米科學(xué)技術(shù),8工程技術(shù)科學(xué),9系統(tǒng)科學(xué),10哲學(xué)和社會科學(xué)。這是化學(xué)發(fā)展成為研究泛分子的大化學(xué)的根本原因。所以培養(yǎng)21世紀(jì)的化學(xué)家要有寬廣的知識面,多學(xué)科的基礎(chǔ)。

2、理論和實驗更加密切結(jié)合

1998年,諾貝爾化學(xué)獎授予W.Kohn和J.A.Plple。頒獎公告說:“量子化學(xué)已經(jīng)發(fā)展成為廣大化學(xué)家所使用的工具,將化學(xué)帶入一個新時代,在這個新時代里實驗和理論能夠共同協(xié)力探討分子體系的性質(zhì)。化學(xué)不再是純粹的實驗科學(xué)了。”所以在21世紀(jì),理論和計算方法的應(yīng)用將大大加強,理論和實驗更加密切結(jié)合。

3、在研究方法和手段上,更加重視尺度效應(yīng)

20世紀(jì)的化學(xué)已重視宏觀和微觀的結(jié)合,21世紀(jì)將更加重視介乎兩者之間的納米尺度,并注意到從小的原子、分子組裝成大的納米分子,以至微型分子機器。

4、合成化學(xué)的新方法層出不窮合成化學(xué)始終是化學(xué)的根本任務(wù),21世紀(jì)的合成化學(xué)將從化合物的經(jīng)典合成方法擴展到包含組裝等在內(nèi)的廣義合成,目的在于得到能實際應(yīng)用的分子器件和組裝體。合成方法的十化:芯片化,組合化,模板化,定向化,設(shè)計化,基因工程化,自組裝化,手性化,原子經(jīng)濟化,綠色化?;瘜W(xué)實驗室的微型化和超微型化:節(jié)能、節(jié)材料、節(jié)時間、減少污染。從單個化合物的合成、分離、分析及性能測試的手工操作方法,發(fā)展到成千上萬個化合物的同時合成,在未分離的條件下,進行性能測試,從而篩選出我們需要的化合物(例如藥物)的組合化學(xué)方法。

5、分析化學(xué)已發(fā)展成為分析科學(xué)分析化學(xué)已吸收了大量物理方法、生物學(xué)方法、電子學(xué)和信息科學(xué)的方法,發(fā)展成為分析科學(xué),應(yīng)用范圍也大大拓寬了。分析方法的十化:微型化芯片化、仿生化、在線化、實時化、原位化、在體化、智能化信息化、高靈敏化、高選擇性化、單原子化和單分子化。單分子光譜、單分子檢測,搬運和調(diào)控的技術(shù)受到重視。分離和分析方法的連用,合成和分離方法的連用,合成、分離和分析方法的三連用。

篇(4)

Development of resonance rayleigh scattering spectrum method of application

LV Zhao-xia,LI Tai-shan,LI Mao-jing

(1Qinggong College, Heibei United University ,Tangshan 063009 ,China;

2、Tangshan Environmental Monitoring Central station,Tangshan 063000,China))

Abstract:Resonance rayleigh scattering spectrum method is a new method with developmental future. In this article, the application of resonance rayleigh scattering spectrum method can be divided into three parts:nanocrystal and we have been presented and reviewed about them, And proposed the development trends about synthetic methods.

Keywords:Resonance rayleigh scattering; nanostructured material; synthetic methods; reviewed;development trends

共振瑞利散射(RRS)作為一種新分析技術(shù)始于二十世紀(jì)九十年代初,Pasternack[1]等首次用共振散射技術(shù)研究卟啉類化合物在核酸分子上的J型堆積,顯示出該方法在研究生物大分子的識別、組裝、超分子排列[2]以及多個分析領(lǐng)域[3]的應(yīng)用前景。劉紹璞等則率先研究小分子之間借靜電引力、疏水作用和電荷轉(zhuǎn)移作用而形成離子締合物產(chǎn)生強烈的RRS信號,從另一角度豐富和拓展了研究內(nèi)容。目前,共振瑞利散射光譜法在生物大分子的測定、藥物分析、納米微粒和痕量無機物離子的研究和分析中得到越來越多的應(yīng)用,已發(fā)展成為一種高靈敏度、操作簡便、儀器價廉和應(yīng)用廣泛的新方法。本文歸納出共振瑞利散射法的三大主要應(yīng)用:納米微粒、納米反應(yīng)、非納米反應(yīng)。并提出了它的發(fā)展方向。

1、共振瑞利散射光譜法的應(yīng)用領(lǐng)域

1.1 納米微粒

納米微粒是納米微粒本身具有共振瑞利散射特性。近來,從納米微粒和界面形成這一觀點出發(fā),通過對一些無機納米粒子的RRS光譜研究發(fā)現(xiàn),(1)一些金屬納米粒子具有量子呈色效應(yīng)和RRS效應(yīng),并產(chǎn)生RRS峰;(2)根據(jù)物理學(xué)共振原理,結(jié)合金屬納米微粒體系的光譜研究,認(rèn)為RRS系納米微粒界面超分子能帶中的電子與入射光子相互作用導(dǎo)致瑞利散射光信號急劇增大的現(xiàn)象;(3)較大粒徑納米粒子和界面的形成是導(dǎo)致散射光信號增強的根本原因;(4)納米粒子的RRS效應(yīng)、光源發(fā)射光譜和檢測器光譜響應(yīng)曲線、光吸收是產(chǎn)生RRS峰的三個重要因素等。

研究結(jié)果表明,RRS光譜是研究無機納米粒子的一種靈敏的光譜技術(shù)。金、銀、碘化亞汞、硫化鎘、碲化鎘等液相納米粒子均顯示出RRS效應(yīng),產(chǎn)生特征RRS峰[4~8]。

1.2 納米反應(yīng)

共振瑞利散射納米反應(yīng)是納米微粒與蛋白質(zhì)、核酸、多糖、染料、生物堿、藥物等發(fā)生反應(yīng)引起的納米顆粒的共振瑞利散射光譜峰值的改變。

1.2.1 無機離子分析

周賢杰等[9]用銀納米微粒與酚藏花紅相互作用的共振瑞利散射光譜可為研究和檢測銀納米微粒提供一種簡便、靈敏的新方法。張慶甫等[10]研究了金納米棒與EDTA-Cu2+相互作用的共振光散射特征,建立了一種測定水中痕量銅離子的新方法[10]。

1.2.2 藥物分析

魯群岷等[11]利用金納米微粒作探針,建立共振瑞利散射光譜法可測定血液中一定范圍內(nèi)亞甲藍的含量。何佑秋[12]用金納米微粒作探針,提出共振瑞利散射光譜法測定痕量卡那霉素的新方法,還可以測定鹽酸雷洛昔芬的含量。李太山等[7]制備出性能優(yōu)異的碲化鎘納米晶與氨基糖苷類抗生素相互作用,建立了硫酸阿米卡星和硫酸小諾毒素的測定方法,王齊研究了硫化鎘納米晶與氨基糖苷類抗生素相互作用。王齊等[13]還利用硫化鎘納米微粒作探針共振瑞利散射測定了某些蒽環(huán)類抗癌藥物,而魯群岷用金納米微粒作探針共振瑞利散射同樣測定了某些蒽環(huán)類抗癌藥物。胡蓉研發(fā)小組[14]用CdSe量子點作探針共振瑞利散射法測定血樣中的阿米卡星含量。閆曙光等[15]用CdTe 量子點作探針共振瑞利散射法測定臨床上的抗凝劑物質(zhì)肝素鈉含量。利用金納米的特殊的物理化學(xué)性質(zhì),以未經(jīng)化學(xué)修飾的金納米直接作為探針,RRS法測定某些生物堿(如鹽酸小檗堿,硫酸奎寧)。

1.2.3 生物大分子分析

閆煒等[16]研究小組建立了一種用CdTe/CdS量子點共振瑞利散射光譜法快速檢測細(xì)胞色素C的方法。王齊等[17]研究了銅納米微粒與維生素B1相互作用的共振瑞利散射光譜。劉丹等[18]用CdSe量子點作探針共振瑞利散射法測定葡聚糖硫酸鈉的含量。王文星等[19]以沒食子酸為還原劑和穩(wěn)定劑制備出的Ag/Au核殼納米粒子為探針,共振瑞利散射光譜測定人血清總蛋白。范小青在碩士論文中開發(fā)了CdTe量子點與卵清白蛋白、牛血清白蛋白的相互作用。劉正文的碩士論文用CdTe量子點作探針共振瑞利散射測定了γ-球蛋白含量。

1.2.4 其它分析

RRS光譜技術(shù)還可用金納米微粒作探針測定牛奶中的三聚氰胺的含量[20]。陳啟凡等[21]利用共振瑞利散射技術(shù)研究了金納米微粒與溶菌酶的相互作用,將納米金作為測定溶菌酶的探針。

1.3 非納米反應(yīng)

共振瑞利散射非納米反應(yīng)是非納米微粒與蛋白質(zhì)、核酸、多糖、染料、生物堿、藥物等發(fā)生反應(yīng)引起的納米顆粒的共振瑞利散射光譜峰值的改變。

1.3.1 無機離子分析

黃亞勵等[22]利用I3-與硫酸耐而藍生成穩(wěn)定的離子締合物,碘能定量氧化As3+,且散射強度的改變值ΔIRRS與As3+濃度呈線性關(guān)系而建立了一種測定尿中痕量砷的共振瑞利散射新方法,還有人用此法測定了環(huán)境水樣中痕量砷(Ⅲ)。羅道成等[23]研究出鉛-碘化鉀-羅丹明6G離子締合物在315nm波長處產(chǎn)生強烈的共振瑞利散射光譜,其光強度I與Pb2+的質(zhì)量濃度在一定范圍內(nèi)成線性關(guān)系,可用于測定環(huán)境水樣中的痕量鉛。韓志輝等[24]人在銀-鄰菲羅啉-茜素紅體系中,開發(fā)出共振瑞利散射法測定痕量銀的一種新方法。倪欣等[25]也報道了痕量銀的共振瑞利散射法測定。劉運美等[26]在鈷(1I)-PAN-SDBS體系中用共振瑞利散射法測定了鈷的含量。Long X F等用RRS光譜技術(shù)測定天然水和生物樣品中的Al(III)。

1.3.2 藥物分析

邢高娃等[27]在一定條件下,以甲基藍-銪稀土配合物為光散射探針,建立了靈敏的測定美他環(huán)素的共振瑞利散射分析測定新方法。郭思斌[28]應(yīng)用固綠與硫酸軟骨素作用形成結(jié)合產(chǎn)物時,在一定范圍內(nèi)溶液的RRS強度與硫酸軟骨素濃度成正比,建立可測定其含量的方法。胡小莉等使用共振瑞利散射法測定氨基糖苷類和四環(huán)素類抗生素類藥物.王芬等[29]同樣采用共振瑞利散射光譜研究了某些蒽環(huán)類抗癌藥物與剛果紅的相互作用。許東坡等[30]用12-鎢磷酸共振瑞利散射光譜法測定鹽酸苯海拉明。王媚的論文中開發(fā)了共振瑞利散射光譜法在氟喹諾酮類抗生素藥物分析中的應(yīng)用,如鋱-氟喹諾酮類抗生素-茜素紅、銪-氟喹諾酮類抗生素-鉻天青S、鈷-氟喹諾酮類抗生素-剛果紅等相互作用的反應(yīng)體系。某論文以溴甲酚綠、溴酚藍、硅鉬酸為探針建立了簡便、快速測定奈替米星的共振瑞利散射的新方法。胡慶紅還用麗春紅S共振瑞利散射法測定硫酸小諾霉素。

1.3.3 生物大分子分析

肖錫林等[31]建立了共振瑞利散射法測定尿中微量白蛋白的檢測新方法。劉紹璞教授及學(xué)生研究發(fā)現(xiàn)利用RRS光譜可研究蛋白質(zhì)和雜多化合物的反應(yīng)繼而測定蛋白質(zhì),同時也利用RRS光譜研究了核酸和勞氏紫的反應(yīng),發(fā)現(xiàn)RRS信號的增強和核酸的濃度在一定范圍內(nèi)成比例,該法有很寬的線性范圍和很高的靈敏度,可用于核酸的測定。田麗的論文建立了中性紅與透明質(zhì)酸鈉、透明質(zhì)酸鈉-溴化十六烷基吡啶締合物、三氨基三苯甲烷染料與硫酸皮膚素和健那綠與硫酸軟骨素體系相互作用的共振瑞利散射光譜及其分析應(yīng)用等。劉俊鐵則利用茜素紅-銪光譜探針用于蛋白質(zhì)分子的分光光度研究與檢測,還利用甲基藍與血紅蛋白相互作用的共振瑞利散射光譜研究及小分子的影響。

1.3.4 其它分析

西南大學(xué)研究小組用共振瑞利散射法測定了鹽浸中的亞鐵氰化鉀,還研究了乙基紫共振瑞利散射法測定碘酸鉀、羧甲基纖維素鈉含量,鹵離子與陽離子表面活性劑相互作用的共振瑞利散射光譜,溴酚藍共振瑞利散射光譜法測定痕量陽離子表面活性劑。RRS光譜技術(shù)還可用來測定β-環(huán)糊精的包結(jié)常數(shù)。

2、展望

綜述所述,目前可用共振瑞利散射光譜法在納米與非納米反應(yīng)體系中測定無機離子、藥物分析、生物大分子等多種物質(zhì)含量。相比較而言,納米反應(yīng)體系測定物質(zhì)的含量相對較少。隨著社會進步,納米科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展,可制備出更多種類且具有共振瑞利散射特性的納米晶,來測定更多品種、更痕量的物質(zhì)含量,是以后共振瑞利散射法的發(fā)展方向。

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篇(5)

目標(biāo)的實現(xiàn),離不開內(nèi)容的精心設(shè)計。實驗教學(xué)內(nèi)容的有效整合至關(guān)重要,針對原有課程內(nèi)容存在的經(jīng)典有余、前沿不足等弊端,我們從以下幾方面對實驗內(nèi)容進行了調(diào)整,積極優(yōu)選實驗內(nèi)容,并編寫了相應(yīng)的實驗教材。

(一)精選經(jīng)典實驗精細(xì)化學(xué)品合成與應(yīng)用電化學(xué)方面有很多經(jīng)典的實驗,由于時間所限,我們只保留其中較有代表性的實驗,如表面活性劑(十二烷基苯磺酸鈉)的合成、洗發(fā)香波的配制、酚醛樹脂粘合劑的制備、聚醋酸乙烯酯乳膠涂料的配制、光亮電鍍銅、方波脈沖電流鍍鋅、循環(huán)伏安法研究氧化與還原電位、毛細(xì)管電泳實驗等,這些實驗的開展是對精細(xì)化學(xué)品合成及應(yīng)用電化學(xué)理論課程的有益補充,加深了學(xué)生對這些理論課程的學(xué)習(xí)與理解。

(二)精心設(shè)計綜合性實驗綜合性實驗應(yīng)包括較豐富的實驗內(nèi)容,從合成制備到分析表征再到性能測試(實際應(yīng)用)。學(xué)生在受到基本訓(xùn)練的同時,也能受到綜合性的訓(xùn)練;不僅能接觸到常規(guī)的實驗室設(shè)備,也能接觸一些先進的實驗設(shè)備,從而開闊學(xué)生視野,培養(yǎng)綜合運用化學(xué)知識的能力。通過二茂鐵及衍生物的合成、分離和鑒定及1,2-二苯乙烷衍生物的制備這些綜合實驗的開展,學(xué)生不僅直接獲取了知識技能,且進行了科研方面的初步訓(xùn)練,對其科學(xué)思維能力的培養(yǎng)不無裨益。

(三)增設(shè)開放性實驗我們擁有一支實力較強的教學(xué)團隊,團隊成員全部活躍在教學(xué)、科研的第一線,承擔(dān)多項國家、河北省的科研縱向項目以及企業(yè)聯(lián)合的橫向項目,取得了可喜的成果。結(jié)合我系教師的科研課題,我們增設(shè)了前沿的、開放性的實驗供學(xué)生選擇:如微波法降解纖維素的研究、具有熒光的超分子功能材料的制備與性能、氨基酸衍生物鍵合硅膠的制備、高溫固相法合成摻雜型LiFePO4/C正極材料、鈦基二氧化鉛納米復(fù)合電極的制備、天然多功能水處理劑的合成及其性能研究等等,讓學(xué)生及早地參與到科研工作中來,不僅避免了學(xué)生在下一學(xué)期進行畢業(yè)論文選題時的盲目性,為以后畢業(yè)論文工作的順利開展打下了一定的基礎(chǔ),也為老師們的科研注入了新的活力。[2]

(四)擴充實驗手段近年來,超聲波、微波、光、電及生物催化劑(酶、微生物、抗體酶)、綠色溶劑(離子液體、超臨界流體、水)、微型實驗、綠色合成等一系列先進實驗技術(shù)手段和理念的發(fā)展,對于加快反應(yīng)速度、提高產(chǎn)率、減少能耗、減小污染起到了意想不到的作用。[3]因此,在實驗教學(xué)中,我們引入新的實驗手段,將傳統(tǒng)方法與微波、超聲波合成手段進行對比,以期讓學(xué)生更多地了解實驗技術(shù)的最新發(fā)展。

篇(6)

中圖分類號:TQ137.1+2 文獻標(biāo)志碼:A

文章編號:0367-6358(2015)03-0184-03

MnO2納米晶是重要的Ⅱ~Ⅵ族寬禁帶直接帶隙的半導(dǎo)體材料,在催化、吸附、超級電容器、納米反應(yīng)器、燃料電池、傳感器和生物技術(shù)等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的潛力,受到國內(nèi)外許多研究者的廣泛關(guān)注。近年來,形貌及尺寸規(guī)整可控的MnO2納米晶的合成是目前十分引人注目的研究領(lǐng)域,制備合成中的形貌調(diào)控及其功能化是這些納米材料能夠得到應(yīng)用的關(guān)鍵問題。目前已能采用多種方法,通過調(diào)控合成條件,制備出不同形貌維數(shù)的MnO2納米微粒。本文歸納為四個主要大類:零維MnO2納米晶;一維MnO2納米晶;二維MnO2納米晶;三維MnO2納米晶。并提出了MnO2納米晶形貌維數(shù)控制的發(fā)展方向。

1 MnO2納米晶的不同形貌

1.1 零維MnO2納米晶

MnO2納米晶在空間三維尺度均受約束,如顆粒、團簇(指由幾個乃至上千個原子、分子或離子通過物理或化學(xué)結(jié)合力組成的相對穩(wěn)定的微觀或亞微觀聚集體)、立方體、多面體等。

張學(xué)萍等利用超分子蛋白納米空腔結(jié)構(gòu)作為反應(yīng)模板礦化組裝納米材料,馬脾脫鐵蛋白作為限制性反應(yīng)器控制金屬離子水解、氧化還原等反應(yīng),堿性條件下原位合成出直徑3~8nm左右,均一的球形顆粒狀MnO2納米晶,而超分子蛋白是合成納米無機材料限制性反應(yīng)的一種理想生物模板。

中國科學(xué)院電工研究所將過硫酸鉀,硫酸錳,硝酸鋁加入到水熱反應(yīng)釜中,加人去離子水充分?jǐn)嚢韬?,?10~140℃水熱反應(yīng)1~12h后自然冷卻至室溫,得到的產(chǎn)物是α-MnO2星型納米團簇,硝酸鋁的加入是改變MnO2納米形貌的主要影響因素。

選用Mn(CH3COO)2?4H2O為前驅(qū)體,以十八烯為溶劑,在表面活性劑油酸和油胺存在時,在高溫條件下通過“一鍋法”制得50~100nm左右類四角星形狀的MnO納米粒子,利用高錳酸鉀可將此納米粒子表面氧化為MnO2,并保持類四角星形狀,反應(yīng)過程中表面活性劑的種類及濃度對產(chǎn)物的形貌和粒徑分布有重要的影響。

1.2 一維MnO2納米晶

MnO2納米晶在空間有兩維處于納米尺度并受到約束,例如線、帶、棒、管等。

王譯瑩以高錳酸鉀為錳源,在離子液體1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸鹽水溶液中通過微波加熱法制備了平均直徑為15nm、平均長度為2μm的α-MnO2納米線,發(fā)現(xiàn)反應(yīng)時間和離子液體對產(chǎn)物的形貌和尺寸起著關(guān)鍵作用。

文獻在150℃水熱條件下,以CTAB作為模板導(dǎo)向劑,用HMnO4氧化Mn(CH3COO)2,制備出厚度約幾個納米,長約1μm左右的β-MnO2納米帶,模板劑CTAB是納米帶形成的決定因素。

以鋸屑為模板,結(jié)合溶膠一凝膠法成功地合成出形態(tài)規(guī)整、平均直徑約8nm、平均長度120nm左右的β-MnO2納米棒,天然多孔材料一鋸屑為MnO2納米棒的成型提供了骨架。

文獻分別以反應(yīng)溫度100℃和150℃,用水熱法合成出兩種不同納米結(jié)構(gòu)γ-MnOOH為前驅(qū)物,采用單模式微波加熱法在170℃下、反應(yīng)20min分別制備了直徑在5~20nm之間,長度約幾微米的α-MnO2納米纖維及直徑在100~250nm之間、長度達數(shù)十微米β-MnO2納米棒,且γ-MnOOH納米棒前驅(qū)物起著模板作用。

采用化學(xué)沉積和500℃熱處理的方法在多孔氧化鋁(AAO)模板中成功地合成了超級電容器電極材料γ-MnO2納米管,管直徑約200nm,壁厚約40nm,孔徑約120nm,可以通過調(diào)節(jié)AAO模板孔徑大小來實現(xiàn)γ-MnO2納米管的可控生長。

1.3 二維MnO2納米晶

MnO2納米晶在三維空間中有一維在納米尺度,超薄膜狀、盤狀、片狀,這些納米結(jié)構(gòu)與體材料相區(qū)別,統(tǒng)稱為低維納米結(jié)構(gòu)。

危光明的碩士學(xué)位論文以金屬鈦片為金屬基底,以酸性高錳酸鉀為前驅(qū)體,采用水熱法在金屬Ti片表面制備出生長很均勻的MnO2納米片陣列材料,其片厚度10~20nm左右,納米片之間還有大量的空間。

目前,某團隊以硫酸錳和高錳酸鉀/聚乙烯吡咯烷酮為基本水熱研究體系,在水熱溫度150℃,水熱時間14h,控制pH為14時,得到層狀結(jié)構(gòu)的δ-MnO2納米片,pH的變化是形貌主要影響因素,會改變了溶液中鉀離子和水分子的結(jié)合狀態(tài),從而引起結(jié)構(gòu)之間的轉(zhuǎn)變。

1.4 三維MnO2納米晶

MnO2納米晶由多個次級幾何單體結(jié)構(gòu)通過設(shè)計、組裝構(gòu)筑成更為復(fù)雜的建筑體,如四角體、花狀、核殼結(jié)構(gòu)等。

通過在微酸性環(huán)境中高錳酸鉀自身分解反應(yīng),采用低溫水熱反應(yīng)成功制得花狀層狀氧化錳,溫度對花狀形貌的影響較大,120℃為較均勻的花球形貌,140℃花球形貌聚集為花簇狀結(jié)構(gòu),當(dāng)溫度升到160℃時,層狀結(jié)構(gòu)發(fā)生坍塌,形成隱鉀錳礦型的納米線結(jié)構(gòu)形貌。

劉延雨等采用操作簡單、經(jīng)濟可行的界面合成法在H2O/CH2Cl2界面上成功制得平均孔徑為5.9nm、比表面積為322.5m2/g,孔容為0.451cm3/g,由中空的亞微米級的MnO2刺球堆積排列而成介孔MnO2材料。

文獻采用水熱法,調(diào)節(jié)原料高錳酸鉀和硫酸錳的物質(zhì)的量配比為6:1時,制備出由納米片構(gòu)成,形似海膽,直徑約為0.5~1μm的球形δ-MnO2,K+可被認(rèn)為是形成MnO2隧道結(jié)構(gòu)和層狀結(jié)構(gòu)的模板。

篇(7)

扎根蘭州 執(zhí)著換取人生成長

唐瑜,1989年考取蘭州大學(xué)化學(xué)系,由此開啟了她與那片熱土難以割舍的深厚情緣。從學(xué)士、碩士、博士到最后留校任教至今,二十多年風(fēng)雨兼程,她在“大西北科技搖籃”的陽光沐浴下,自由的吸取著人生精華,從一名懵懂無知的少女逐漸成長為一名反哺母校,勤謹(jǐn)鉆研的園丁和科研“女戰(zhàn)士”。

對普通人來說,配位化學(xué)雖然神奇奧妙、博大精深,但有太多艱澀難懂的枯燥公式讓人望塵莫及,而對科學(xué)充滿興趣的科學(xué)探索者來說,越是艱澀難以捉摸的未知領(lǐng)域越是能激發(fā)他們探求的欲望,亦如唐瑜。自從與化學(xué)結(jié)緣的那一天起,就注定了她要將自己特有細(xì)膩柔情融入到這看似枯燥的化學(xué)研究工作中去,從中開出“花兒”來。

執(zhí)著,成了她探索路上的“法寶”。一路攀爬象牙塔,在拿起教鞭的那一刻,很多人以為她會停下來歇一歇,但她又轉(zhuǎn)身投入下一場考驗人耐性的拼搏中:2000年12月至2003年6月,她在蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院從事有關(guān)“寡聚多聯(lián)吡啶類配體稀土超分子功能配合物的研究”的在職博士后研究工作,執(zhí)教的同時繼續(xù)追逐著更高的科研夢想。

孜孜不倦換來了通向進步的階梯,唐瑜先后于2001年11月晉升為副教授,碩士生導(dǎo)師;2007年4月晉升為教授;2008年1月被批準(zhǔn)為博士生導(dǎo)師。工作以來,這位工作認(rèn)真的女子憑借自己的努力,獲得了領(lǐng)導(dǎo)、同事們的肯定,之后又因為出色表現(xiàn),成為蘭州大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院配位化學(xué)與功能材料研究所副所長,甘肅省有色金屬化學(xué)與資源利用重點實驗室(蘭州大學(xué))副主任,化學(xué)化工學(xué)院學(xué)術(shù)委員會委員,教學(xué)指導(dǎo)委員會委員,無機化學(xué)課程組組長。

一分耕耘一分收獲,唐瑜用多年的拼搏和努力,換來了無數(shù)鮮花和掌聲,包括入選2006年度教育部新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃及甘肅省領(lǐng)軍人才第二層次人選,2004年榮獲第三屆“蘭州大學(xué)教學(xué)新秀獎”一等獎;2005年所在課題組榮獲甘肅省科技進步獎一等獎及甘肅省高??萍歼M步獎一等獎(項目名稱:新型稀土功能配合物的設(shè)計合成及其性能研究,排名第四);2008年榮獲霍英東基金會第十一屆高等院校青年教師獎(自然科學(xué)類)三等獎等。

“路漫漫其修遠兮,吾將上下而求?!边@句話,用在一個女子身上,更顯出難得的珍貴。扎根蘭州熱土,唐瑜用自己執(zhí)著的信念換來了攀登科研高峰的“滿園碩果”。

嚴(yán)謹(jǐn)鉆研

奏響溫婉女子科學(xué)強音

配位化學(xué)是在無機化學(xué)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一門邊沿學(xué)科,它主要的研究對象為配位化合物。長期以來,配位化合物對于無機化學(xué)家都是一個挑戰(zhàn)。唐瑜自進入這一領(lǐng)域以來,一直致力于此項難題研究,奏響了一曲來自婉約女子的化學(xué)科學(xué)強音。

近期,她的研究工作主要集中在新型稀土功能配合物及其器件化應(yīng)用研究上。先后承擔(dān)和參加了國家自然科學(xué)基金面上項目、國家自然科學(xué)基金重點項目、教育部科技新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計劃和甘肅省自然科學(xué)基金等研究課題。

發(fā)光稀土配合物具有組成和結(jié)構(gòu)可設(shè)計調(diào)控、熒光壽命長、Stokes位移大、半峰寬窄以及光譜分布廣等優(yōu)點,在生物熒光探針、顯示、照明以及轉(zhuǎn)光農(nóng)膜等領(lǐng)域具有非常重要的應(yīng)用價值。針對發(fā)光稀土配合物的多功能化和器件化應(yīng)用等關(guān)鍵科學(xué)問題,唐瑜及其科研團隊近年來利用雜化材料組裝、配合物分子設(shè)計、能量傳遞效應(yīng)以及與基質(zhì)功能復(fù)合等策略,系統(tǒng)開展了多色發(fā)光稀土納米復(fù)合薄膜構(gòu)筑及其傳感行為以及多功能稀土配合物納米探針組裝及其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用等一系列創(chuàng)新探索研究,取得如下研究進展:①利用配體分子設(shè)計和能量傳遞效應(yīng),構(gòu)筑出首例通過調(diào)節(jié)前驅(qū)體pH值調(diào)控發(fā)光顏色的多色發(fā)光稀土納米復(fù)合薄膜,為發(fā)光薄膜組裝提供新思路;②利用雜化材料組裝策略,在核殼結(jié)構(gòu)磁性納米顆粒基質(zhì)上,通過原位生成金屬有機框架(MOFs)材料的方式進行金屬離子的識別分離,開辟了MOFs材料的新應(yīng)用領(lǐng)域;③通過與基質(zhì)功能復(fù)合,利用稀土離子可擴展的配位層,設(shè)計組裝出具有多模式成像和藥物控釋功能的新型稀土配合物光-磁納米探針,為稀土配合物納米探針在癌癥診療方面的應(yīng)用提供重要的理論指導(dǎo)。研究成果為發(fā)光稀土配合物的器件化應(yīng)用提供重要信息和理論依據(jù)。

創(chuàng)新有時候看似很容易,它往往在思考過后的一瞬間靈光閃現(xiàn);創(chuàng)新有時候又很難,因為它常常隱藏于很多看似平常的事物中,不易被察覺或者容易被人忽略。唐瑜的科研之路就是一條繼承、堅守與創(chuàng)新并行,努力、收獲伴著思考的奮發(fā)之路。

潤花著果 秋來碩果香滿園

“西北的青年莫要再耽延,割斷我們長衫拋卻我們浪漫。大時代的使命奔臨在眼前……”蘭州大學(xué)的校歌唱盡了大西北兒女無限的激情與豪邁。于唐瑜,一名長期置身其中的嬌小女子,身子雖柔弱,骨子里卻也潛移默化也透著一股豪情:做人,簡樸干脆;做事,干凈利落;感情,重情重義。

篇(8)

關(guān)鍵詞:

結(jié)構(gòu)式軟件;藥物化學(xué);教學(xué)

建立新的藥物化學(xué)課程體系(引入化學(xué)結(jié)構(gòu)式繪制的輔助教學(xué)軟件,并且引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)、參與、互動有關(guān)結(jié)構(gòu)上的教學(xué)內(nèi)容),培養(yǎng)學(xué)生的規(guī)范化、軟件化、信息化的化學(xué)結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)方法,提高理解、解析、應(yīng)用化學(xué)結(jié)構(gòu)知識,解決藥品合成、制劑、檢測、儲運等環(huán)節(jié)涉及到的結(jié)構(gòu)式方面的問題的職業(yè)能力。在總課時不變的情況下,按課程標(biāo)準(zhǔn)中重點掌握的藥物種類,確定實施化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件教學(xué)探索的藥物范圍。解決學(xué)生以往對于重點需要會認(rèn),會畫的藥物結(jié)構(gòu)學(xué)習(xí)的老大難問題。通過植入化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件的學(xué)習(xí),有利于學(xué)生在畫結(jié)構(gòu)的同時更加清楚藥物的基本母核和取代基團之間的關(guān)系,以及各結(jié)構(gòu)的基本性質(zhì)。

1課堂教學(xué)模式改革的思路

藥物化學(xué)是一門發(fā)現(xiàn)與發(fā)明新藥、合成化學(xué)藥物、闡明藥物化學(xué)性質(zhì)、研究藥物分子與機體細(xì)胞(生物大分子)之間相互作用規(guī)律的綜合性學(xué)科,是藥學(xué)領(lǐng)域中重要的帶頭學(xué)科?!端幬锘瘜W(xué)》亦是我?;瘜W(xué)制藥、藥物制劑、藥物檢測、藥學(xué)等專業(yè)的一門專業(yè)核心課程,也是藥學(xué)各專業(yè)學(xué)生開始接觸和認(rèn)識各種藥物的一門課程。該課程建立在有機化學(xué)與無機化學(xué)學(xué)科的基礎(chǔ)之上,涉及醫(yī)學(xué)、藥學(xué)、生物學(xué)等各個學(xué)科的內(nèi)容,在學(xué)科建設(shè)與發(fā)展中起著重要的銜接作用,是學(xué)好藥理學(xué)、藥劑學(xué)以及藥物分析等藥學(xué)專業(yè)課程的必要基礎(chǔ)。藥物化學(xué)是建立在化學(xué)和生物學(xué)基礎(chǔ)上,對藥物結(jié)構(gòu)和活性進行研究的一門學(xué)科。經(jīng)過幾年的課堂教學(xué)、教學(xué)反饋及教學(xué)效果的總結(jié)分析,我們發(fā)現(xiàn)學(xué)生普遍對于藥物活性及作用規(guī)律掌握較好,而對于藥物結(jié)構(gòu)和涉及化學(xué)結(jié)構(gòu)的理化性質(zhì)、穩(wěn)定性、配伍使用和合成方法等知識點難以消化。通過和在校學(xué)生及就業(yè)學(xué)生的交流和跟蹤分析,我們發(fā)現(xiàn)相當(dāng)一部分學(xué)生沒有正確的應(yīng)用化學(xué)的方法來學(xué)習(xí)藥物化學(xué),大多數(shù)人仍然停留在“背誦”的學(xué)習(xí)階段來學(xué)習(xí)藥物化學(xué)。基于此,為了提高學(xué)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)應(yīng)用能力與藥物化學(xué)解讀化學(xué)結(jié)構(gòu)式的能力,更為了遠期提升就業(yè)競爭力,有必要對我校的藥物化學(xué)課程教學(xué)方法進行實踐化創(chuàng)新探索。本項目計劃運用化學(xué)結(jié)構(gòu)式繪圖軟件調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和創(chuàng)造性,并借此提高學(xué)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)式識別和應(yīng)用水平等綜合素質(zhì),提高就業(yè)競爭能力[1]。

2課堂教學(xué)改革與創(chuàng)新的具體做法和改進方向

2.1實施方案

ChemOffice軟件[2-5]是由CambridgeSoft開發(fā)的一款綜合性科學(xué)應(yīng)用軟件包,是目前世界上最優(yōu)秀的化學(xué)繪圖軟件之一。其中,ChemDraw是Chemoffice中使用最為頻繁的組件,是國際上絕大多數(shù)雜志指定的論文排版軟件,因此,我們把ChemOffice軟件引入到藥物化學(xué)教學(xué)中有利于學(xué)生接觸到當(dāng)今最主流的結(jié)構(gòu)式軟件。本課程的教改定位于我校藥物化學(xué)課程的再開發(fā),在原有高職高專層次的課程體系中引入結(jié)構(gòu)式繪圖軟件,輔助教學(xué)和課堂互動,并將隨堂練習(xí)和課后作業(yè)電子化,軟件化,規(guī)范化的并入平時考核體系中。由于課堂時間所限,教師在上課期間只做基本化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件的使用演示,大部分的軟件使用和學(xué)習(xí)案例將以微課的形式發(fā)給學(xué)生進行自學(xué)。參考我校原有藥物化學(xué)教學(xué)體系,在原課程體系的基礎(chǔ)上增加化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件的學(xué)習(xí)及應(yīng)用。在課程章節(jié)分布上,保持原有教學(xué)計劃不變的基礎(chǔ)上,對于涉及結(jié)構(gòu)式部分的講解(例如:理化性質(zhì)、穩(wěn)定性,鑒別方法、構(gòu)效關(guān)系等知識點)采用創(chuàng)新的化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件輔助教學(xué)法。課堂上,教師將基本安裝、調(diào)試及操作講授和示范,課后把軟件、作業(yè)、單元考核等通過電子郵件的方式發(fā)送給了參與教改的各班學(xué)生。目前,我們已經(jīng)積累了一定深度和廣度的化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件應(yīng)用教學(xué)微課視頻。以此為基礎(chǔ),再開發(fā)一系列適合我校藥物化學(xué)學(xué)情的微課體系。學(xué)生可以提前預(yù)習(xí),大大提高課堂教學(xué)的效率。

2.2課程評價方式

增加過程性考核比例,平時成績的比例由原來的40%增加到50%。以小組(2~3人)為單位,根據(jù)課堂互動、匯報及課后作業(yè)的結(jié)構(gòu)式繪制和解析情況進行給分,計入平時成績。結(jié)合教學(xué)進程,教師布置每人一題,結(jié)構(gòu)式各不相同,并結(jié)合課堂抽查現(xiàn)場繪制,杜絕抄襲和代畫。學(xué)生復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)用化學(xué)結(jié)構(gòu)式繪圖軟件提交電子稿作業(yè),教師批改并點評學(xué)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)式電子稿作業(yè),并計入平時成績。

2.3改進方向

根據(jù)一個學(xué)期的教改教學(xué)經(jīng)驗總結(jié),我們在具體操作時應(yīng)繼續(xù)注重提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、提升課堂效率和完善課后評價體系。在提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣方面,我們應(yīng)結(jié)合ChemOffice軟件強大的結(jié)構(gòu)式和儀器繪圖,分子量計算,數(shù)據(jù)處理,3D結(jié)構(gòu)圖,NMR和MS模擬等功能,進一步引導(dǎo)學(xué)生在其他化學(xué)相關(guān)課程作業(yè)、習(xí)題或科技創(chuàng)新活動的報告、論文、PPT中規(guī)范化和軟件化的應(yīng)用ChemOffice軟件。讓學(xué)生在學(xué)習(xí)和使用ChemOffice軟件過程中,切身感受到通過藥物化學(xué)課程中的導(dǎo)入的結(jié)構(gòu)式軟件學(xué)習(xí),能夠獲得ChemOffice軟件這一強大的學(xué)習(xí)和技能工具。同時,這一知識和技能的獲得,無疑對學(xué)生的就業(yè)或繼續(xù)深造是十分有益的。在提升課堂效率方面,我們應(yīng)進一步加強微課視頻等資源庫建設(shè),繼續(xù)深挖第二課堂的時間和空間?,F(xiàn)在大學(xué)生幾乎人人都有手機,每班都有QQ群或微信群,我們應(yīng)繼續(xù)加大教學(xué)視頻的建設(shè),在課前發(fā)送到班級群,課堂上可以直接抽查預(yù)習(xí)情況及隨堂考核,課后可將結(jié)果或答案分享到班級群。這樣,預(yù)習(xí)和點評工作不占用主課堂時間,大大的提高了課堂效率。在完善課后評價體系方面,教師評價這一單一評價方式已經(jīng)不能滿足日益增長的學(xué)生人數(shù)與一對多評價體系之間的矛盾,我們應(yīng)充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)化和信息化教學(xué)的優(yōu)勢,采取人工評價與智能評價相結(jié)合、隨堂檢測和在線考測相結(jié)合的方式進一步優(yōu)化考核體系,做到高效智能,公平公正。目前,互聯(lián)網(wǎng)上已經(jīng)有比較成熟的免費的電子作業(yè)與在線考試、測驗系統(tǒng)云平臺,我校也有運行該平臺的課程考試測驗的成功經(jīng)驗,這無疑為大規(guī)模推廣該課程信息化教學(xué)改革打下了堅實的基礎(chǔ)。

3結(jié)論

該課程的教改定位于我校藥物化學(xué)課程的再開發(fā),在原有高職高專層次的課程體系中引入結(jié)構(gòu)式繪圖軟件,輔助教學(xué)和課堂互動,并將隨堂練習(xí)和課后作業(yè)電子化,軟件化,規(guī)范化的并入平時考核體系中。該課程經(jīng)過一個學(xué)期的改革探索,取得了顯著的成效,參與教改試驗班級的藥物化學(xué)結(jié)構(gòu)式相關(guān)知識和技能的理解和掌握較其他班級更加規(guī)范和深入,達到了教改的目的。(1)化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件學(xué)習(xí)和課程內(nèi)容理解相互促進通過化學(xué)結(jié)構(gòu)式軟件學(xué)習(xí),學(xué)生更規(guī)范和深入的學(xué)習(xí)化學(xué)結(jié)構(gòu)式,提高對課程內(nèi)容的理解。學(xué)生復(fù)習(xí)教學(xué)內(nèi)容,應(yīng)用化學(xué)結(jié)構(gòu)式繪圖軟件提交電子稿作業(yè),教師批改并點評學(xué)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)式電子稿作業(yè)并計入平時成績,達到了教學(xué)相長的效果。(2)課程模式增加師生互動課程導(dǎo)論保持不變,課程精講內(nèi)插入軟件演示,增加分組討論及課堂互動,增加學(xué)生展示化學(xué)結(jié)構(gòu)式繪圖方法環(huán)節(jié),充分引導(dǎo)學(xué)生參與教學(xué),調(diào)動學(xué)生的積極性。(3)考核體系注重隨堂考核,知識與技能并重在堅持原有考試體系的基礎(chǔ)上,更注重過程性考核。我們不但要看期末考卷的筆試成績,更要看平時學(xué)生的課堂互動(結(jié)構(gòu)式現(xiàn)場繪制等)、自學(xué)能力及綜合應(yīng)用(課后作業(yè)化學(xué)結(jié)構(gòu)的繪制和解析等)。平時的作業(yè)成績和課堂展示環(huán)節(jié)將作為學(xué)生綜合成績的重要依據(jù)。該教學(xué)法注重知識與技能并重的培養(yǎng)方式,采用課中和課后考評相結(jié)合,對學(xué)生的化學(xué)結(jié)構(gòu)式掌握情況進行考核和評分,其中抽查了部分同學(xué)當(dāng)場繪制結(jié)構(gòu)式,教師當(dāng)場給出評判分?jǐn)?shù)。

作者:陳維 單位:浙江醫(yī)藥高等??茖W(xué)校

參考文獻

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專業(yè)碩士與學(xué)術(shù)型碩士不同,其目的是培養(yǎng)具有扎實理論基礎(chǔ),并適應(yīng)特定行業(yè)或職業(yè)實際工作需要的應(yīng)用型高層次專業(yè)人才。教育部、人力資源和社會保障部于2013年11月公布了《關(guān)于深入推進專業(yè)學(xué)位研究生培養(yǎng)模式改革的意見》,強化了專業(yè)碩士應(yīng)以實踐為導(dǎo)向,重視理論水平與實踐的綜合應(yīng)用[1]。江南大學(xué)輕化工程專業(yè)碩士培養(yǎng)側(cè)重于染整方向,即以紡織纖維制品為原料,探討、研究與纖維制品相關(guān)的前處理、染色、印花及功能化整理新方法與新技術(shù),以培養(yǎng)染整專業(yè)知識和實踐技能兼?zhèn)涞娜瞬拧?/p>

1培養(yǎng)學(xué)科交叉復(fù)合型人才的必要性

染整作為紡織產(chǎn)業(yè)鏈中的重要環(huán)節(jié)之一,對提升紡織產(chǎn)品質(zhì)量和附加值有重要影響,但近年來在發(fā)展中也暴露出不少問題,并日益成為制約本行業(yè)發(fā)展的瓶頸[2]。這主要包括:(1)染整企業(yè)生產(chǎn)中水、電、汽能耗高,導(dǎo)致能源緊張和生產(chǎn)成本不斷上升,企業(yè)凈利潤下降,影響了可持續(xù)發(fā)展;(2)染整廢水排放量大(占紡織行業(yè)污水排放量的60%),且廢水處理成本較高;(3)部分企業(yè)仍以粗放型和低水平方式生產(chǎn),產(chǎn)品多為常規(guī)中低檔產(chǎn)品,附加值不高。因此盡管國內(nèi)染整行業(yè)產(chǎn)能水平不低,但從纖維制品前處理到染整廢水處理各環(huán)節(jié)成本不斷上升,導(dǎo)致多數(shù)染整企業(yè)利潤走低。為解決上述問題,有必要將相關(guān)學(xué)科的新技術(shù)與傳統(tǒng)染整生產(chǎn)技術(shù)相融合,借助于信息技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)技術(shù)、生物技術(shù)等來改造和提升傳統(tǒng)的染整生產(chǎn),通過新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新助劑的應(yīng)用,促使染整行業(yè)向著高效率、低能耗、少污染的方向發(fā)展[3]。近年來江南大學(xué)發(fā)揮學(xué)科門類較齊全的優(yōu)勢,在輕化工程專業(yè)碩士教學(xué)中推行了基于學(xué)科交叉互融的教改研究。目前通過與機械工程、顏色技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)、生物技術(shù)等學(xué)科交叉,培育出了包括新型染整裝備、納米印染技術(shù)、紡織生物技術(shù)等多個輕化工程專業(yè)碩士的教學(xué)和研究方向。其共同點在于培養(yǎng)具有復(fù)合技能的應(yīng)用型專業(yè)碩士人才,立足于從紡織纖維制品前處理、染色、印花及功能化整理環(huán)節(jié),最大程度地減少生產(chǎn)過程中水、電、汽等資源的消耗,降低生產(chǎn)排放,實現(xiàn)紡織品的清潔化生產(chǎn)。

2輕化工程與生物技術(shù)交叉復(fù)合型專業(yè)碩士的培養(yǎng)策略

生物技術(shù)是利用生物體制,以生物工程技術(shù)加工底物為原料來提供所需的各種產(chǎn)品或達到某種目的的新型跨學(xué)科技術(shù)。生物技術(shù)與紡織纖維制品的染整加工具有相關(guān)性,尤其在最近30年得到了快速發(fā)展。輕化工程與生物技術(shù)交叉研究的思路是借助于生物酶進行纖維前處理、染色后處理和功能整理。與傳統(tǒng)紡織品化學(xué)加工相比,生物技術(shù)與輕化工程相結(jié)合后能降低染整生產(chǎn)排放,實現(xiàn)溫和條件下高效節(jié)能加工。江南大學(xué)在生物工程、生物技術(shù)學(xué)科方面具有教學(xué)與科研優(yōu)勢,其中生物工程為國家級一類特色專業(yè)、江蘇省首批品牌專業(yè)。為順應(yīng)生態(tài)染整的發(fā)展要求,我校結(jié)合這一優(yōu)勢將輕化工程與生物技術(shù)相交叉,形成了紡織生物技術(shù)研究方向,并構(gòu)建了應(yīng)用型輕化工程專業(yè)碩士人才培養(yǎng)體系。具體包括下述四個方面。

2.1導(dǎo)師隊伍建設(shè)

由于生物技術(shù)在染整中的應(yīng)用以酶技術(shù)為主,因此對導(dǎo)師隊伍組成也提出了較高要求。一方面要求導(dǎo)師熟悉纖維的原料特點,染整加工原理,工藝和設(shè)備,纖維制品質(zhì)量評價;另一方面也要求導(dǎo)師對生物技術(shù)的相關(guān)專業(yè)知識(如生物酶種類、酶學(xué)特性、應(yīng)用效果評價方法等)有相當(dāng)?shù)牧私?,力求同時擁有兩個學(xué)科的知識結(jié)構(gòu)。通過近10年的建設(shè),我校紡織生物技術(shù)研究方向已建成了符合上述要求的導(dǎo)師隊伍。目前紡織生物技術(shù)方向的導(dǎo)師隊伍由10人組成,其中教授4人,副教授6人,具有輕化工程專業(yè)背景的博士4人、具有生物技術(shù)相關(guān)發(fā)酵工程專業(yè)的博士3人。在與生物技術(shù)交叉的纖維制品染整加工研究中,能從生物酶的菌種篩選、酶作用機理與酶學(xué)特性等方面,與纖維制品酶法加工很好地結(jié)合起來。在專業(yè)碩士培養(yǎng)過程中為提高人才培養(yǎng)質(zhì)量和企業(yè)課題實施效果,鼓勵專業(yè)碩士導(dǎo)師走進染整企業(yè),與學(xué)生一起分析和解決企業(yè)遇到的現(xiàn)場技術(shù)難題。另一方面依托企業(yè)設(shè)立的省企業(yè)研究生工作站、博士后流動站,聘請企業(yè)內(nèi)碩士生導(dǎo)師共同參與到課題實施中,以充實師資隊伍。

2.2課程體系和平臺建設(shè)

培養(yǎng)與生物技術(shù)交叉的輕化工程專業(yè)碩士,課程體系和研究平臺建設(shè)是基礎(chǔ)工作。為體現(xiàn)專業(yè)碩士課程的實用性和學(xué)科交叉性,教學(xué)改革中對原有課程組成、學(xué)時分配、課程考核方式進行了優(yōu)化。除了與紡織化學(xué)相關(guān)的專業(yè)課程外,增加了纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)、紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)、儀器分析等,其中纖維素與蛋白質(zhì)化學(xué)區(qū)別于一般的紡織材料學(xué),更多從分子和超分子結(jié)構(gòu)層面分析其結(jié)構(gòu)組成與其化學(xué)加工、生物酶處理的相關(guān)性;紡織生物技術(shù)基礎(chǔ)是專業(yè)知識交叉的主要課程,闡述生物酶種類、酶學(xué)特性、酶對纖維的作用機制、纖維結(jié)構(gòu)與酶整理效率相關(guān)性、紡織品生物酶應(yīng)用等內(nèi)容;儀器分析課程除介紹常見的高分子及纖維材料分析方法外,還補充介紹了與生物技術(shù)相關(guān)的測試手段如凝膠電泳、氨基酸分析等。通過上述理論課程學(xué)習(xí),為后續(xù)纖維制品化學(xué)和生物酶加工研究奠定了理論基礎(chǔ)。在平臺建設(shè)方面,依托我校生態(tài)紡織教育部重點實驗室,建立了紡織生物技術(shù)研究室,為基于生物技術(shù)交叉的輕化工程專業(yè)碩士培養(yǎng)提供了保證。紡織生物技術(shù)研究室不僅擁有常規(guī)的纖維材料相關(guān)實驗設(shè)備與儀器,還建立了與生物技術(shù)相關(guān)的檢測與評價手段,滿足了常規(guī)從菌種篩選到纖維制品酶處理應(yīng)用研究的大部分實驗需求。以紡織生物技術(shù)研究室為基礎(chǔ),我校還聯(lián)合葡萄牙米尼奧大學(xué)成立了生態(tài)染整國際聯(lián)合實驗室,通過定期召開纖維生物加工技術(shù)學(xué)術(shù)會議,拓展了輕化工程專業(yè)碩士生的研究視野。

2.3構(gòu)建以染整企業(yè)需求為導(dǎo)向的論文選題策略

由于輕化工程專業(yè)碩士不同于學(xué)術(shù)型碩士,論文選題應(yīng)強化理論與應(yīng)用實踐技能的結(jié)合,優(yōu)先考慮源于工程實際且對節(jié)能、減排和降耗有促進和引領(lǐng)作用的課題。我校論文選題立足于企業(yè)需求的酶法纖維制品染整加工研究,確立了紡織生物技術(shù)研究三個子方向:生物酶前處理;生物酶染色后處理;酶促功能化改性加工。(1)生物酶前處理包括纖維制品的酶退漿、酶煮練和漂白脫氧加工等。其中酶退漿是指采用商品淀粉酶和自主菌種篩選得到的PVA降解酶,取代燒堿法或氧化法進行棉型織物退漿,通過酶制劑水解布面淀粉或PVA漿料來降低前處理廢水的COD值。酶煮練應(yīng)用于棉麻織物和彩棉織物,不僅可達到用堿法精煉的果膠去除效果,而且還避免了傳統(tǒng)堿煮練易造成的纖維損傷,對彩棉織物還可減少堿法易造成的色素流失和布面色變現(xiàn)象。在真絲織物加工中,生物酶前處理主要是借助于蛋白酶去除桑蠶絲表面的絲膠。(2)生物酶染色后處理旨在去除深色織物表明的浮色,提高織物的濕處理牢度。與傳統(tǒng)高溫皂煮相比,采用漆酶與較少用量的凈洗劑復(fù)配,不僅能有效去除織物表明未固色或結(jié)合力較弱的浮色染料,而且生物酶能有效對水洗液進行脫色,在一定程度上降低了染色水洗殘液的色度值,降低了染色廢水處理的負(fù)擔(dān)。(3)生物酶功能化改性是借助生物酶進行纖維制品的功能化加工,以提高產(chǎn)品的附加值。酶法纖維制品功能化改性的內(nèi)容較廣泛,包括以纖維素酶改善棉麻織物外觀光潔度和織物仿舊整理;以蛋白酶提高羊毛纖維制品的防氈縮性能,以谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶催化接枝氨基整理劑進行羊毛抗菌阻燃整理加工;以酪氨酸酶進行真絲織物抗菌防皺整理等。相較纖維制品的化學(xué)法功能化加工如高溫焙烘(如阻燃整理)、含氯整理劑(如羊毛防縮)、含醛樹脂(如防皺整理),盡管酶法加工成本略高,但在賦予纖維功能性的同時,能減輕化學(xué)法整理易造成的纖維損傷和環(huán)境不友好性。在上述子方向論文選題和實施前,專業(yè)碩士要先制定課題初步實施方案,探究酶法纖維制品染整加工工藝的可行性并開展預(yù)研工作。在此基礎(chǔ)上再制定詳細(xì)的工作計劃,并定期匯報課題進展情況。在研究中既要考慮纖維制品酶法加工的效果,同時也要兼顧在企業(yè)應(yīng)用中工藝設(shè)備、生產(chǎn)成本和加工效率的匹配性。

2.4構(gòu)建學(xué)科交叉復(fù)合型輕化專業(yè)碩士質(zhì)量評價體系

傳統(tǒng)上對碩士質(zhì)量與水平高低的評價主要是參照論文,包括完成的碩士論文、發(fā)表的期刊論文(SCI、EI、CSCD)的數(shù)量與等級。而輕化工程專業(yè)碩士是要培養(yǎng)掌握染整專業(yè)堅實的理論基礎(chǔ)和寬闊專業(yè)知識、擁有較強解決實際問題的能力,滿足實際工作需要的應(yīng)用型高層次專門人才。因此專業(yè)碩士在培養(yǎng)質(zhì)量評價方面要與學(xué)術(shù)型碩士有所不同,不能簡單照搬其評價體系[4]。參照既有部分高校實踐經(jīng)驗[5-6],結(jié)合本專業(yè)實際情況,我校主要從專業(yè)知識能力、實踐動手能力、學(xué)術(shù)研究能力和創(chuàng)新應(yīng)用能力四方面進行綜合評價。專業(yè)知識能力是指在研究生階段專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)成績,在實驗工作中表現(xiàn)出的對染整、生物技術(shù)知識的掌握與運用能力;實踐動手能力是指在實驗室或生產(chǎn)現(xiàn)場,對纖維制品酶處理加工過程合理安排和現(xiàn)場操作的技能,此方面企業(yè)導(dǎo)師的評價也是重要組成部分。學(xué)術(shù)研究能力評價側(cè)重于兩個方面:一方面評價學(xué)位論文階段性進展和完成情況,從開題報告、中期檢查結(jié)果、預(yù)答辯和答辯情況四階段,結(jié)合平時例會課題匯報來綜合評判課題工作量與論文水平;另一方面考察是否有與課題相關(guān)的學(xué)術(shù)或發(fā)明專利申請。由于多數(shù)論文課題與染整生產(chǎn)的相關(guān)度較高,因此專業(yè)碩士是否可公開或?qū)@枧c課題合作企業(yè)商榷確定。創(chuàng)新應(yīng)用能力是指專業(yè)碩士在課題研究、實驗實踐中表現(xiàn)出來的個人綜合拓展能力。在纖維酶處理研究和實踐中,對能提出新方法、新工藝并有突出業(yè)績表現(xiàn)的創(chuàng)新型專業(yè)碩士,紡織生物技術(shù)研究室會給予適當(dāng)?shù)募钆c表彰。

篇(10)

作者簡介:劉鎖蘭(1980-),女,江蘇泰州人,常州大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院,副教授。(江蘇 常州 213164)

基金項目:本文系常州大學(xué)教學(xué)研究課題“計算機科學(xué)與技術(shù)一級學(xué)科研究生課程體系建設(shè)的探討”(課題編號:GJY11020020)、“計算機科學(xué)與技術(shù)專業(yè)實驗教學(xué)體系的優(yōu)化設(shè)計與實踐”(課題編號:GJY12020056)、“合作式教學(xué)模式的研究與實踐”(課題編號:GJY11020046)、常州科教城院??蒲谢稹俺V菘平坛菂f(xié)同創(chuàng)新公共平臺運行機制研究”(項目編號:K2012303)的研究成果。

中圖分類號:G643.2 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)28-0132-02

研究生教育是國家創(chuàng)新體系中的重要組成部分,肩負(fù)著為國家培養(yǎng)高素質(zhì)、高層次創(chuàng)新型人才的重任。研究生教育主要包括兩個方面:一是課程教育,二是科研教育。研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)應(yīng)該貫穿研究生教育的整個過程,而課程學(xué)習(xí)作為研究生培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié),對研究生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)起著至關(guān)重要的作用。

然而,當(dāng)前研究生課程教學(xué)普遍不受重視,主要強調(diào)論文,學(xué)生只是為了滿足學(xué)分要求而選課,教學(xué)和考核要求偏低;部分導(dǎo)師也輕視課程教學(xué),要求學(xué)生盡早進實驗室。學(xué)生在本科階段主要是基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)和基本技能的培養(yǎng),科研能力一般還比較薄弱,直接從事研究活動在知識面和科學(xué)思維能力方面尚顯不足。而研究生課程教學(xué)正是其中的過渡階段,實際上,通過課堂系統(tǒng)教學(xué),可以使學(xué)生對一個研究領(lǐng)域有完整系統(tǒng)的認(rèn)識,熟悉相關(guān)的研究方法和研究思路。通過不同課程的學(xué)習(xí),可以了解不同領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,便于學(xué)科領(lǐng)域的交叉和研究方向的拓展。一般課題組往往局限在較窄的研究方向,這些內(nèi)容很難在研究工作中學(xué)習(xí)到,或者需要自己花費更多的時間和精力摸索。缺失了這部分的學(xué)習(xí),學(xué)生的知識面往往較窄,科研思路局限性較大,對學(xué)生的后續(xù)發(fā)展不利。然而,在美國研究生教育中課程設(shè)置安排靈活性較大,都設(shè)置有一定數(shù)量的必修課和大量的選修課,非常重視學(xué)科滲透和文理交叉,以便使學(xué)生能夠更好地進行專業(yè)轉(zhuǎn)換和知識更新。除必修課程外,導(dǎo)師對其它課程的干預(yù)不多,研究生可獨立地計劃自己要學(xué)的課程,給研究生選課以更大的自主性。另外,跨學(xué)科培養(yǎng)已成為美國研究生教育的發(fā)展趨勢。因此,加強課程學(xué)習(xí)不僅是我國研究生培養(yǎng)模式的要求,是對我國教育現(xiàn)狀和研究生創(chuàng)新能力培養(yǎng)現(xiàn)實不足的彌補,還是國外研究生教育發(fā)展的共同趨勢。

教學(xué)模式與方法的發(fā)展和實踐經(jīng)驗表明,教學(xué)有法,法無定法,法貴在活。研究生課堂教學(xué)尤其要注重從學(xué)生實際出發(fā),從課程特點出發(fā),提高課堂教學(xué)有效性。具體而言可從改進教學(xué)計劃、凝練教學(xué)內(nèi)容、完善教學(xué)體系、優(yōu)化教學(xué)方法、活用考核方式等方面入手,增強課堂教學(xué)自身活力,提高教學(xué)質(zhì)量。

一、改進教學(xué)計劃

教學(xué)計劃是規(guī)定研究生教育培養(yǎng)目標(biāo)和培養(yǎng)方式的提綱性文件??茖W(xué)的教育計劃應(yīng)該把理論知識、實踐能力有機地協(xié)調(diào)組織起來。目前的研究生課程設(shè)置中,總學(xué)分要求約30學(xué)分,公共課程(英語和政治)8學(xué)分左右,專業(yè)必修課10學(xué)分左右,專業(yè)選修課10學(xué)分左右,講座2學(xué)分。專業(yè)必修課一般講述專業(yè)領(lǐng)域基礎(chǔ)理論的最新發(fā)展,專業(yè)選修課為各分支領(lǐng)域的發(fā)展情況,一般根據(jù)學(xué)校教師的研究方向選定,不同學(xué)校各有側(cè)重。這樣,研究生學(xué)習(xí)專業(yè)課程一般為8門左右,必修、選修各半。如何在這樣的課程體系下既顧及學(xué)生的專業(yè)寬度和學(xué)科交叉,不至于每個領(lǐng)域都是淺嘗輒止,浮于表面,又兼顧博與專,這是計劃制定時必須考慮的問題。一種比較有效的方法是把課程按領(lǐng)域的臨近程度劃分模塊,每個模塊有基礎(chǔ)類(先修)和應(yīng)用類(選修)課程。由于學(xué)科領(lǐng)域交叉,不同模塊可能有課程重疊。規(guī)定學(xué)生選擇兩至三個模塊,每個模塊包含學(xué)習(xí)基礎(chǔ)課程和1~2門應(yīng)用類課程。這樣可以保證學(xué)生涉足不同領(lǐng)域,同時對所學(xué)領(lǐng)域的理論基礎(chǔ)和研究方法都有所了解,便于以后在該領(lǐng)域的發(fā)展。例如,常州大學(xué)高分子化學(xué)與物理專業(yè)主要有聚合物分子設(shè)計、功能高分子、高分子加工三個研究方向,即可設(shè)置三個課程模塊,聚合物分子設(shè)計以高等高分子化學(xué)為基礎(chǔ),包含聚合物結(jié)構(gòu)設(shè)計、超分子化學(xué)、光譜波譜等一系列課程;功能高分子以現(xiàn)代有機合成為基礎(chǔ),包含材料表界面、納米材料、生物高分子材料等一系列課程;高分子加工以聚合物結(jié)構(gòu)與性能為基礎(chǔ),包含聚合物共混原理、聚合物反應(yīng)性加工進展、聚合物流變學(xué)等一系列課程。除此之外,聘請企業(yè)和研究機構(gòu)的專家學(xué)者舉辦各種講座,可以拓寬研究生的眼界,作為課程教學(xué)的重要補充。

二、凝練教學(xué)內(nèi)容

研究生課程相比本科課程更為深入,涉及面更寬,內(nèi)容更為繁雜。例如,高分子化學(xué)中自由基聚合僅需掌握普通自由基聚合的原理即可,而高等高分子化學(xué)中涉及可控自由基聚合,就需要掌握iniferter、氮氧穩(wěn)定自由基聚合、原子轉(zhuǎn)移自由基、基團轉(zhuǎn)移聚合、可逆加成斷裂鏈轉(zhuǎn)移聚合等一系列聚合反應(yīng)原理。功能高分子課程如果作為本科課程,一般僅要求對各類功能高分子的結(jié)構(gòu)和功能性有一般性的了解即可,而作為研究生課程,則會要求掌握其制備方法及作用原理等更深層次的內(nèi)容。因此,如何在有限的授課時間達到更好的教學(xué)效果,是每個教師需要認(rèn)真考慮的問題。滿堂灌的方法肯定收效甚微,研究生應(yīng)具有更強的自學(xué)能力,而課堂講授內(nèi)容應(yīng)對學(xué)生自學(xué)起到引導(dǎo)作用和示范作用。所以,教師對教學(xué)內(nèi)容應(yīng)加以凝練,相同或相似內(nèi)容選擇重點,進行啟發(fā)式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生通過比較和模仿進行自主學(xué)習(xí)。

三、完善教學(xué)體系

完整的課程教學(xué)體系應(yīng)包括教學(xué)和反饋機制,并且應(yīng)是過程化和常態(tài)化的,而非一次性反饋。研究生課程多為小班教學(xué),教師接觸學(xué)生機會較多,更便于經(jīng)常傾聽學(xué)生想法,了解學(xué)生對課程內(nèi)容掌握的情況,以及對課程領(lǐng)域的興趣和看法。多收集這方面的信息,便于教師因材施教,隨時調(diào)整授課內(nèi)容的側(cè)重點和授課方法(由于專業(yè)課程,尤其是前沿科學(xué)發(fā)展變化很快,研究生課程對課程大綱限制較松,教師自主性可以得到較充分發(fā)揮)。

四、優(yōu)化教學(xué)方法

研究生教學(xué)應(yīng)凸現(xiàn)科學(xué)研究思路和方法的培養(yǎng),而目前很多研究生課程(尤其是專業(yè)基礎(chǔ)課)仍沿用本科教學(xué)模式,重視理論體系的傳授,而忽視創(chuàng)新方法的培養(yǎng)。這也是很多導(dǎo)師認(rèn)為研究生課程效果不大,可有可無的重要原因。在這方面,從國外的教學(xué)模式可以得到一些啟發(fā)。例如,英國曼徹斯特大學(xué)研究生課程都不設(shè)統(tǒng)一或規(guī)定教材,包含講授課(lecture)+討論課(tutorial)兩種形式,比例差不多各占一半,講授課就某個專題作簡單全面的指引,并列出主要參考文獻,由學(xué)生自己課下學(xué)習(xí),再分組討論交流。目前國內(nèi)熱衷于出版教材,而教材的使用對于研究生教學(xué)有利有弊,雖然可以使課程內(nèi)容更加嚴(yán)謹(jǐn)完善,但卻增加教師和學(xué)生對教材的依賴性,喪失了自行對原始文獻歸納總結(jié)和分析的機會,導(dǎo)致很多研究生在進入課題研究階段之后很長時間內(nèi),文獻閱讀和分析的能力還很薄弱。教材或講授內(nèi)容過細(xì),學(xué)生的思維能力發(fā)展也會受到制約。因此,研究生課程教學(xué)應(yīng)重視原始文獻。這樣,一方面可以使學(xué)生接觸到最新的研究成果,另一方面可以鍛煉學(xué)生的文獻閱讀和分析能力,進而掌握科學(xué)研究的思路和方法。

五、活用考核方式

進行教學(xué)評價,是實現(xiàn)全面管理和指導(dǎo)基層改革與發(fā)展的重要手段,同時也是大力推進研究生教育、教學(xué)改革與管理改革的有力舉措。研究生課程有其特殊性,課程比本科深,而學(xué)生基礎(chǔ)差異很大,尤其一些交叉學(xué)科領(lǐng)域課程更是如此。因此,對研究生評價要因人而異,因課程而異,不以卷面考試成績?yōu)槲ㄒ灰罁?jù),要考慮實踐環(huán)節(jié)和實際能力。例如,可以通過專題討論的方式,根據(jù)個人在專題討論中的表現(xiàn)來考核。這樣,每個學(xué)生可以選擇和自己專業(yè)方向更接近或更感興趣的內(nèi)容,這樣相對更為公平,也更加能夠體現(xiàn)學(xué)生的科研能力。

六、結(jié)語

我國的研究生培養(yǎng)已具規(guī)模,必須根據(jù)研究生的特點,強調(diào)研究能力的培養(yǎng)目標(biāo),注重研究生學(xué)習(xí)自主性、能動性以及分析問題和解決問題能力的培養(yǎng),加快研究生教育模式的改革和創(chuàng)新,切實提高研究生的培養(yǎng)質(zhì)量,實現(xiàn)研究生的培養(yǎng)目標(biāo)。

參考文獻:

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