钙钛矿/有机串联叠层光伏器件的制备及性能表征——推荐一个大学化学研究型综合实验

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作者 谭占鳌 李明华 +1 位作者 王文立 孙振宇 《大学化学》 2025年第2期312-319,共8页

钙钛矿材料具备优异光电性能和带隙可调的特性,是制备高效光伏器件的良好选择。有机太阳能电池具有溶液制备和可柔性弯折的特点,与钙钛矿太阳能电池具有相似的器件结构。构建钙钛矿/有机串联叠层可有效提升光谱利用率,突破单结器件的理... 钙钛矿材料具备优异光电性能和带隙可调的特性,是制备高效光伏器件的良好选择。有机太阳能电池具有溶液制备和可柔性弯折的特点,与钙钛矿太阳能电池具有相似的器件结构。构建钙钛矿/有机串联叠层可有效提升光谱利用率,突破单结器件的理论效率,展现出更广阔的应用潜力。本实验以串联叠层光伏器件前沿进展为出发点,推荐一个综合化学设计性实验,使本科生学习了解钙钛矿/有机叠层电池的原理及进展,并以此为基础提高其创新思维与实验实践综合能力。本实验中的串联叠层钙钛矿器件包括宽带隙钙钛矿前结子电池、中间层以及有机后结子电池,涉及了基于液相法和真空气相法的薄膜制备过程,通过扫描电子显微镜和X射线衍射表征钙钛矿薄膜的微观形貌与结晶特性,使用模拟太阳光和电学测试系统测量制备叠层器件的光电性能。本实验难度适中,涉及内容丰富,旨在让学生通过本实验去了解光伏器件的工作原理和前沿发展,提升学生对光伏电池的兴趣,并培养其科研创新及实践能力。 展开更多

关键词 钙钛矿太阳能电池 综合化学实验 叠层光伏电池 光电性能

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酿酒酵母适应性实验室进化工具的最新进展 被引量：6

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作者 李祎 林振泉 刘子鹤 《合成生物学》 CSCD 2021年第2期287-301,共15页

酿酒酵母作为重要的模式生物和微生物细胞工厂已广泛用于代谢工程、系统生物学和合成生物学研究。由于微生物系统代谢和调控网络的复杂性,通过人工理性设计及基因扰动难以获得鲁棒性较好的表型,因此进化工程在构建稳定的微生物细胞工厂... 酿酒酵母作为重要的模式生物和微生物细胞工厂已广泛用于代谢工程、系统生物学和合成生物学研究。由于微生物系统代谢和调控网络的复杂性,通过人工理性设计及基因扰动难以获得鲁棒性较好的表型,因此进化工程在构建稳定的微生物细胞工厂中发挥着重要作用。微生物适应性实验室进化工程通过模拟自然进化过程,构建大量遗传多样性的突变库,经过筛选可快速获得稳定性状的菌株。随着合成生物学和系统生物学的发展,研究人员开发了多种基因组规模的多位点快速进化工具,并结合计算机辅助进化系统实现了自动化连续进化技术。本综述着重介绍在酿酒酵母中基因组规模的多位点快速进化,包括合成型酿酒酵母基因组重排(SCRaMbLE)、寡核苷酸介导的多位点进化工具(YOGE和eMAGE)和基于CRISPR系统的多位点编辑(CHAnGE、MAGESTIC、Target-AID和yEvolvR)等基因组规模的进化策略的研究;以及自动化连续进化技术(eVOLVER、ICE和ACE等)。利用合成生物学方法通过在基因组水平进行多位点快速编辑或连续进化以产生具有遗传多样性的细胞群体,并在特定的筛选条件下对目标突变株进行富集,进而解析其基因型表型关系,可实现在短期内快速高效识别适应性进化的关键因素和协同作用。最后展望了实验室适应性进化工程与计算机辅助设计、自动化技术有机结合的机遇和在高通量筛选方向的挑战。 展开更多

关键词 酿酒酵母 进化工程 多位点编辑 自动化连续进化 基因组工程

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基于核磁共振技术测量研究锂电池正极导电浆料的分散性

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作者 周萍 栾振超 《计量学报》 CSCD 北大核心 2024年第4期580-585,共6页

采用核磁共振(NMR)技术研究了不同类型导电颗粒制备的锂电池正极导电浆料。通过测量导电浆料的弛豫时间和弛豫谱,发现了在同等研磨分散条件下炭黑浆料的弛豫时间与比表面积(BET)值呈负相关性,且炭黑浆料弛豫谱为单峰结构,说明炭黑更容... 采用核磁共振(NMR)技术研究了不同类型导电颗粒制备的锂电池正极导电浆料。通过测量导电浆料的弛豫时间和弛豫谱,发现了在同等研磨分散条件下炭黑浆料的弛豫时间与比表面积(BET)值呈负相关性,且炭黑浆料弛豫谱为单峰结构,说明炭黑更容易得到分散;而碳纳米管(CNT)浆料的弛豫谱全部为多峰结构,说明CNT的分散性较差。研究结果表明,CNT浆料的固含量越大,颗粒的比表面积越大,那么弛豫谱主峰的弛豫时间就越大,主峰信号占比就越低,说明CNT在溶剂中就越容易发生纠缠和团聚。 展开更多

关键词 电学计量 导电浆料 锂电池 分散性 核磁共振 弛豫时间 弛豫谱

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温度对酶促聚对苯二甲酸乙二醇酯降解的影响分析

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作者 伊科拉木·艾克然木 曹宇飞 +4 位作者 邢皓 丁于敬 罗宇政 韦韧 张一飞 《Chinese Journal of Catalysis》 SCIE CAS CSCD 2024年第5期284-293,共10页

近年来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的酶法降解及循环利用备受关注.PET的酶法降解是在不可溶聚合物表面发生的界面催化过程,酶通过水解PET聚合物表面上可及的酯键,将聚合物逐渐分解成单体.反应温度可以从酶的催化活性、热稳定性以及PET材... 近年来,聚对苯二甲酸乙二酯(PET)的酶法降解及循环利用备受关注.PET的酶法降解是在不可溶聚合物表面发生的界面催化过程,酶通过水解PET聚合物表面上可及的酯键,将聚合物逐渐分解成单体.反应温度可以从酶的催化活性、热稳定性以及PET材料的生物可降解性等多个方面影响PET的降解过程,是影响PET酶法降解效果的主要因素之一.深入了解温度对PET酶降解过程的热力学和动力学调控机制,对PET降解酶的发掘与改造和酶法降解工艺的优化具有重要意义.本文以叶枝堆肥角质酶(LCC)的突变体WCCG为例,详细研究了温度对WCCG降解低结晶度PET(结晶度7.6%)和高结晶度(结晶度30%)PET微颗粒的影响.通常认为PET的酶促降解需要在其玻璃化转变温度(Tg,~70℃)附近或以上进行.实验测定了不同温度下的降解速率,并利用阿伦尼乌斯公式作图.结果表明,当反应温度在45℃(低于通常认为的Tg,b值约20℃)附近时,反应活化能突然降低,说明此时PET微颗粒表面的玻璃化转变已经开始,酶促降解已经能够有效进行,表现出酶解PET的界面催化特征.当温度高于75℃时,PET降解速率迅速降低,酶受热失活.研究还发现,WCCG存在热激活现象:通过将WCCG在不同温度下温育一段时间后在60℃下进行活性测定,WCCG在50-70℃范围内温育后活性显著提高;在70℃下温育4 h后其降解低结晶度PET的活性提高约1倍,同时对小分子底物4-硝基苯酚丁酯的活性也有明显提高.利用圆二色光谱和荧光光谱检测了WCCG的二级和三级结构变化.结果表明,热处理后的WCCG中的α-螺旋含量显著减少而β折叠含量增加,酶分子疏水性提高,这与分子动力学模拟结果一致.单分子力谱测试结果表明,热处理后的WCCG较处理前的酶与PET薄膜之间的粘附力从88 pN提高到150 pN.因此,WCCG的热激活是其本征催化活性改善和酶与PET表面吸附力增强共同作用的结果.WCCG在高结晶度PET的降解中也存在类似热激活现象.此外,在长时间的降解反应中,无定形区域的PET链段在相对较高的降解温度下逐渐进一步结晶,导致酶催化降解速率随着降解时间的延长而下降.综上所述,温度对酶催化PET降解过程的主要影响包括:PET表面的玻璃化转变、酶的热激活、酶的热失活、温度导致的PET材料再结晶,这些因素相互交织,说明酶促PET降解的温度依赖的复杂性.未来的研究除了继续挖掘和设计高活性、高稳定的PET水解酶外,还应提高酶在45到70℃范围内的催化活性并关注降解工艺的优化. 展开更多

关键词 聚对苯二甲酸乙二酯 酶法降解 酶的热激活 活化能 表面玻璃化转变

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可重构的图案化液滴网络

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作者 孙舒逸 史少伟 《印刷与数字媒体技术研究》 CAS 北大核心 2024年第4期288-293,共6页

近年来,基于磷脂双分子层或胶体粒子稳定的图案化液滴网络得到了广泛研究,并在分区反应和生物应用等方面引起了极大兴趣。然而,现有液滴网络的设计方案受限于复杂的制备过程和液滴尺寸。本研究利用CB[8]表面活性剂在水-油界面的组装与... 近年来,基于磷脂双分子层或胶体粒子稳定的图案化液滴网络得到了广泛研究,并在分区反应和生物应用等方面引起了极大兴趣。然而,现有液滴网络的设计方案受限于复杂的制备过程和液滴尺寸。本研究利用CB[8]表面活性剂在水-油界面的组装与堵塞相变,报道了一种多响应、内部连通且可在宏观尺度制备的图案化液滴网络。其制备过程简单快速,仅需要手动挤压即可构筑具有复杂形状的液滴网络。在此基础上,利用液滴之间的连通性可实现内部物质的传输、混合及化学反应,在微反应器、生物检测等领域具有重要的应用前景。 展开更多

关键词 液滴网络 界面组装 堵塞 主客体化学 液滴反应器

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微纳介尺度气液反应过程强化 被引量：10

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作者 初广文 廖洪钢 +5 位作者 王丹 李晖 李洒 姜红 金万勤 陈建峰 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期3435-3444,共10页

阐述了微纳介尺度气液反应过程强化的研究背景,分析了该领域面临的微纳介区域中介质分散机制的关键科学问题及研究思路。以超重力反应器、膜反应器为例,介绍了我国在气液反应过程强化方面的基础研究以及潜在的工业应用,并提出了未来的... 阐述了微纳介尺度气液反应过程强化的研究背景,分析了该领域面临的微纳介区域中介质分散机制的关键科学问题及研究思路。以超重力反应器、膜反应器为例,介绍了我国在气液反应过程强化方面的基础研究以及潜在的工业应用,并提出了未来的发展方向。 展开更多

关键词 微纳介尺度 气液反应 过程强化 超重力 膜

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蓝光钙钛矿发光二极管:从材料制备到器件优化 被引量：8

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作者 王志斌 朱晓东 +1 位作者 贾浩然 谭占鳌 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期879-898,共20页

金属卤化物钙钛矿材料凭借其低成本、高色彩饱和度、高荧光量子产率、可调的发光波长和溶液加工等特点,在下一代平板显示和固体照明领域极具应用前景。得益于对钙钛矿材料的设计、器件结构的优化和发光机理的深刻认识,自2014年首次观察... 金属卤化物钙钛矿材料凭借其低成本、高色彩饱和度、高荧光量子产率、可调的发光波长和溶液加工等特点,在下一代平板显示和固体照明领域极具应用前景。得益于对钙钛矿材料的设计、器件结构的优化和发光机理的深刻认识,自2014年首次观察到室温下的钙钛矿电致发光现象以来,绿光、红光和近红外钙钛矿电致发光二极管(PeLED)的外量子效率(EQE)目前已迅速突破了20%。然而,作为三基色之一的蓝光PeLED发展较为缓慢,这严重制约了全彩色PeLED的发展。最近一年来,蓝光PeLED的效率增长显著,EQE已经超过10%。本文总结了蓝光钙钛矿材料的制备和器件结构的优化,并对未来蓝光PeLED发展方向和所面临的问题进行了讨论,以期促进蓝光PeLED的发展。 展开更多

关键词 蓝光发射 钙钛矿 发光二极管 材料制备 器件优化

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氮掺杂石墨毡对水系醌基氧化还原液流电池性能的影响

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作者 张衡 夏力行 +2 位作者 姜珊 王福芝 谭占鳌 《电化学（中英文）》 CAS 北大核心 2023年第12期1-11,共11页

电极的性能是实现水系醌基氧化还原液流电池(AQRFBs)高能量效率的关键。本文采用尿素水热反应对石墨毡(GF)进行改性,同时研究了水热反应时间对氮掺杂石墨毡表面官能团和结构的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙度分析仪(B... 电极的性能是实现水系醌基氧化还原液流电池(AQRFBs)高能量效率的关键。本文采用尿素水热反应对石墨毡(GF)进行改性,同时研究了水热反应时间对氮掺杂石墨毡表面官能团和结构的影响。利用扫描电子显微镜(SEM)、比表面积及孔隙度分析仪(BET)、拉曼光谱(Raman)和X射线光电子能谱(XPS)对改性电极的表面形貌、比表面积、碳缺陷、元素含量和表面官能团进行了表征。然后,通过循环伏安法、电化学阻抗谱和单电池循环对改性电极的电化学性能进行了研究。结果表明,氮掺杂提高了石墨毡的比表面积、亲水性和电导率。氮掺杂石墨毡(NGFs)具有优异的电化学催化活性和较低的电荷转移电阻。与GF相比,在100 mA·cm^(-2)时,电池负极使用NGF-6电极后,醌基氧化还原液流电池的能量效率提高了8.0%。 展开更多

关键词 氮掺杂石墨毡 能量效率 水系醌基氧化还原液流电池 电荷转移电阻 亲水性

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双细胞体系木糖协同发酵产氢特性研究

9

作者 苏海佳 马含笑 +2 位作者 彭菲 汪廷枫 张婷 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2018年第5期72-77,共6页

采用自主筛选的两株蜡样芽胞杆菌(A1)和短波单胞菌属(B1),构建人工双细胞体系,重点研究了该双细胞体系利用木糖协同发酵产氢的能力,实验结果表明:单一的A1、B1菌种均能有效利用木糖产氢,而两株菌形成的双细胞体系显示出更高的产氢效率,... 采用自主筛选的两株蜡样芽胞杆菌(A1)和短波单胞菌属(B1),构建人工双细胞体系,重点研究了该双细胞体系利用木糖协同发酵产氢的能力,实验结果表明:单一的A1、B1菌种均能有效利用木糖产氢,而两株菌形成的双细胞体系显示出更高的产氢效率,以及更加充分的底物利用率;发酵产氢过程属于丁酸型发酵。人工双细胞体系混合培养的产氢得率达到1 mol木糖产生1.33 mol氢气,与A1、B1单菌体系木糖发酵产氢相比,产氢得率分别提高了10.7%与32.7%,其原因可能是两菌种互相提供营养来源,也可能是通过利用对方的代谢产物或中间体解除了降解物造成的抑制。说明以木糖作为底物时,人工双细胞体系能有效提升产氢速率,增加氢气产量,缩短发酵周期,具有较大的应用潜力。 展开更多

关键词 双细胞体系 木糖 协同产氢 混合发酵

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多孔泡沫铜和硫脲协同作用构筑无枝晶锂负极 被引量：3

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作者 秦金利 任龙涛 +4 位作者 曹欣 赵亚军 许海军 刘文 孙晓明 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2021年第1期161-170,共10页

锂金属作为下一代储能电池的理想负极材料一直受到极大的关注,然而锂枝晶的不可控生长和负极副反应带来的低库伦效率问题严重限制了锂金属电池的发展。这里,我们提出了一种多孔泡沫铜和硫脲协同作用的策略,利用硫脲分子的超填充作用实... 锂金属作为下一代储能电池的理想负极材料一直受到极大的关注,然而锂枝晶的不可控生长和负极副反应带来的低库伦效率问题严重限制了锂金属电池的发展。这里,我们提出了一种多孔泡沫铜和硫脲协同作用的策略,利用硫脲分子的超填充作用实现锂金属在多孔泡沫铜表面的均匀沉积。在电解液中添加0.02 mol·L^(-1)硫脲作为电解质添加剂,采用多孔泡沫铜的Li||Cu半电池在循环300圈以后,库伦效率仍保持在98%以上。此外,在5C的高倍率条件下,Li||Li FePO4全电池循环300圈以后仍有94%的容量保持率。本工作为锂金属负极保护提供了一种新的策略并且该策略也可以扩展到其他金属负极保护中,非常有利于下一代高能量密度储能电池的开发。 展开更多

关键词 锂金属负极 硫脲 锂枝晶 3D框架 多孔泡沫铜

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一种现场快速型HBV基因分型方法及装置 被引量：1

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作者 牛亚男 阳勇良 +6 位作者 宋浏伟 袁权 葛胜祥 闵小平 唐章宏 俞度立 邱宪波 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第6期764-768,共5页

介绍一种现场快速型HBV(乙型肝炎病毒)基因分型方法及装置,包括生物传感器与手持式荧光检测仪。为了提高检测灵敏度与准确性,采用荧光标记法。荧光检测仪采用简化方法来快速读取侧向流试纸上各测试线及质控线的信号幅值,基于预先建立的... 介绍一种现场快速型HBV(乙型肝炎病毒)基因分型方法及装置,包括生物传感器与手持式荧光检测仪。为了提高检测灵敏度与准确性,采用荧光标记法。荧光检测仪采用简化方法来快速读取侧向流试纸上各测试线及质控线的信号幅值,基于预先建立的HBV基因分型模式匹配模型,实现快速分型。对48份HBV血清样本进行检测,实验结果表明,基于荧光检测仪及侧向流试纸的分型检测结果与传统核酸分析方法的分型检测结果一致,分型准确率达100%。与传统方法相比,现场快速型基因分型方法及装置可降低HBV分型检测的复杂度,缩短检测时间,降低检测成本,对乙肝个体化用药与个性化治疗具有重要意义。 展开更多

关键词 HBV基因分型 侧向流试纸 荧光检测仪 现场快速检测

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理性设计核-壳Rh@沸石催化材料用于二烯烃选择加氢反应 被引量：2

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作者 张建 王亮 +3 位作者 伍芷毅 王成涛 苏泽瑞 肖丰收 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2020年第9期18-24,共7页

不饱和烃类如二烯烃和炔烃催化转化为单烯烃是制药和有机合成领域中的重要反应。催化剂的理性设计在实现这一过程中起到关键作用,而控制二烯烃分子的吸附姿态是常用的策略。对金属纳米颗粒的定向修饰可以实现这一策略。例如,将Bi元素引... 不饱和烃类如二烯烃和炔烃催化转化为单烯烃是制药和有机合成领域中的重要反应。催化剂的理性设计在实现这一过程中起到关键作用,而控制二烯烃分子的吸附姿态是常用的策略。对金属纳米颗粒的定向修饰可以实现这一策略。例如,将Bi元素引入Rh纳米颗粒后,RhBi/SiO2在1,4-己二烯的转化率为95%时对于2-己烯的选择性达到90%,这是因为1,4-己二烯内部C=C键的吸附受到抑制。但是,这种策略却大大降低了纳米颗粒的活性,未修饰的Rh/SiO2比RhBi/SiO2的活性高了约27倍。二烯烃分子的吸附姿态也可以通过在金属纳米颗粒周围构筑多孔孔道来调控。例如,金属有机骨架(ZIF-8)或中孔二氧化硅(MCM-41)包裹的贵金属纳米颗粒对末端C=C键的加氢具有很高的选择性。然而,这些催化剂的热/水热稳定性却并不能令人满意。相比之下,沸石却具有非常高的稳定性,但却较少用于半加氢反应。我们最近发现,固定在沸石晶体(例如ZSM-5和Beta)中的金属纳米颗粒可以有效地选择加氢多取代的化合物。受这些工作的启发,我们通过转晶合成方法将Rh纳米颗粒封装在CHA沸石晶体中。这种催化剂首先是将Rh物种引入到Y沸石中(Rh@Y),然后在水热条件下将Y沸石转化为CHA沸石而合成的。XRD图谱,N2吸附等温线,SEM和TEM照片以及探针反应均表明Rh纳米颗粒是封装在CHA沸石晶体内部的。和设想的相同,Rh@CHA催化剂对二烯烃的氢化具有很高的选择性。在催化1,4-己二烯加氢反应过程中,Rh@CHA给出了86.7%的2-己烯选择性和91.2%的1,4-己二烯转化率。在同样条件下,常规方法制备的Rh纳米颗粒催化剂(Rh/CHA)的2-己烯选择性仅为37.2%。考虑到Rh@CHA和Rh/CHA具有相同的CHA沸石晶体和相似的Rh纳米颗粒尺寸,Rh@CHA催化剂的高选择性主要归因于二烯烃分子在CHA沸石的微孔孔道控制下只能以直立的姿态吸附在Rh纳米颗粒上。本文的工作表明,具有核-壳结构的沸石封装金属纳米颗粒催化剂对于催化二烯烃选择加氢具有较好的效果。 展开更多

关键词 多相催化 二烯烃加氢 铑纳米颗粒 CHA沸石 核-壳结构 转晶合成沸石

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挑战造物主:合成生物学使能工具 被引量：3

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作者 史硕博 张翀 +1 位作者 成喜雨 邢新会 《合成生物学》 CSCD 2023年第1期1-4,共4页

合成生物学以工程化理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成[1]。早在1957年,弗朗西斯·克里克提出的生物体“中心法则”已指出细胞的几乎所有代谢、感知、生长等活动都由基因决定,揭示了造物主的“密码本”[2]。随后,DN... 合成生物学以工程化理念,对生物体进行有目标的设计、改造乃至重新合成[1]。早在1957年,弗朗西斯·克里克提出的生物体“中心法则”已指出细胞的几乎所有代谢、感知、生长等活动都由基因决定,揭示了造物主的“密码本”[2]。随后,DNA测序技术[3]和DNA重组技术[4]等工具的建立揭示了人类改写生物体“密码本”的可能性,并在20世纪80年代提出了基于基因重组的合成生物学概念[5]。目前飞速发展的合成生物学往往需要对大量基因进行操纵,针对单个或几个基因的传统DNA重组技术已不能满足其要求,急需满足其设计能力的强大使能工具。 展开更多

关键词 中心法则 合成生物学 基因重组 DNA测序技术 DNA重组技术 克里克 工程化 生物体

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有机硅型环氧树脂固化剂的制备及性能研究 被引量：1

14

作者 马伟 韩飞龙 +1 位作者 程珏 张军营 《粘接》 CAS 2017年第6期23-26,共4页

以氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为反应单体,通过水解缩合反应合成了以Si—O—Si为主要链段,—NH为活泼基团的环氧树脂固化剂。利用—NH_2与环氧基团的反应将耐热性较好的Si—O—Si链段引入到交联网络中。通过反应原料和产物的红外吸收光... 以氨丙基三乙氧基硅烷(KH550)为反应单体,通过水解缩合反应合成了以Si—O—Si为主要链段,—NH为活泼基团的环氧树脂固化剂。利用—NH_2与环氧基团的反应将耐热性较好的Si—O—Si链段引入到交联网络中。通过反应原料和产物的红外吸收光谱和核磁共振波谱对比分析证明了水解缩合反应的发生;通过非等温DSC分析和T-β外推法确定了反应体系的固化特征温度;用环氧树脂E51混合体系粘接的黄铜板,其相对最大剪切强度为14.4 MPa,固化物在N氛围中失重10%的温度为378.6℃,残炭率为26.2%。 展开更多

关键词 环氧树脂 有机硅 固化剂 耐热性

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微生物利用一碳底物生产单细胞蛋白研究进展 被引量：8

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作者 傅晓莹 乔玮博 史硕博 《食品科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-11,共11页

世界人口的持续增长导致肉类、乳制品等高蛋白食品的需求大幅增加,给我国食品蛋白的供应带来了较大挑战。微生物能够利用二氧化碳、甲烷、甲醇等一碳化合物生产高质量的单细胞蛋白,这种新型蛋白可应用于食品工业。建立微生物蛋白绿色生... 世界人口的持续增长导致肉类、乳制品等高蛋白食品的需求大幅增加,给我国食品蛋白的供应带来了较大挑战。微生物能够利用二氧化碳、甲烷、甲醇等一碳化合物生产高质量的单细胞蛋白,这种新型蛋白可应用于食品工业。建立微生物蛋白绿色生物制造的食品蛋白生产体系,对保障国家食物蛋白供给安全十分重要。此外,微生物转化一碳化合物制备单细胞蛋白的过程还可以减少碳排放、缓解温室效应,实现可持续发展。本文主要总结微生物单细胞蛋白在食品工业中的应用;论述近年来微生物利用一碳化合物高效生产单细胞蛋白的研究进展;阐述天然一碳利用微生物的代谢网络机制以及改造前景;展望了利用合成生物学改造微生物从一碳底物生产单细胞蛋白的前景,旨在为微生物单细胞蛋白的商业化生产提供思路。 展开更多

关键词 单细胞蛋白 一碳化合物 微生物工程

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基于动态共价化学树脂及复合材料的研究进展 被引量：5

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作者 高亮 霍红宇 +2 位作者 周典瑞 张宝艳 胡君 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期68-75,共8页

树脂基复合材料在航空航天等关键领域应用广泛,其用量已成为衡量装备先进性的重要标志。热固性树脂基复合材料难以反复加工和降解回收;热塑性树脂基复合材料成型温度高、工艺性差。基于动态共价化学的新型树脂可解决热固性和热塑性存在... 树脂基复合材料在航空航天等关键领域应用广泛,其用量已成为衡量装备先进性的重要标志。热固性树脂基复合材料难以反复加工和降解回收;热塑性树脂基复合材料成型温度高、工艺性差。基于动态共价化学的新型树脂可解决热固性和热塑性存在的上述问题,使树脂基复合材料实现颠覆性发展成为可能。本文概述了动态共价化学和共价自适应网络的基本原理,介绍了近年来动态共价化学在树脂基复合材料领域的主要研究工作,突出了基于动态共价化学的树脂基复合材料在可重塑、易回收、自修复以及智能驱动等方面的性能优势。最后对新型树脂基复合材料的发展提出建议,重点在于完善键交换反应机理和松弛模型;开发更多高性能、商业化体系;基于动态共价化学树脂,发展树脂基复合材料成型、连接、修补、回收技术,推进应用。 展开更多

关键词 动态共价化学 共价自适应网络 树脂基复合材料 自修复 智能驱动

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蜡酯合成酶的研究进展及其应用 被引量：3

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作者 肖一凡 彭杰 +1 位作者 张扬 史硕博 《北京化工大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2020年第6期1-11,共11页

蜡酯合成酶(WS)是生物体内蜡酯合成的关键酶,存在于多种动植物和微生物中,该酶可催化生成一系列结构各异、功用不同的酯类化合物。随着对WS的深入研究,人们发现不同物种的WS在功能与活性上有较大的差异,这些差异导致了其合成产物及用途... 蜡酯合成酶(WS)是生物体内蜡酯合成的关键酶,存在于多种动植物和微生物中,该酶可催化生成一系列结构各异、功用不同的酯类化合物。随着对WS的深入研究,人们发现不同物种的WS在功能与活性上有较大的差异,这些差异导致了其合成产物及用途的多样性。本文系统论述了不同生物体内蜡酯的合成途径、WS的生化特性与酶工程改造及其在各种酯类化合物生产中的应用,为WS的进一步研究提供参考依据。 展开更多

关键词 蜡酯 蜡酯合成酶 酶工程 脂肪酸 细胞工厂

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非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料研究进展 被引量：2

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作者 韩冰 庆轶朝 +1 位作者 周志明 谭占鳌 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期1344-1368,共25页

铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有荧光量子产率高、发射光谱窄、发射波长可调等优异性能优势而备受关注。但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性是其未来在显示与照明领域实际应用中需要解决的问题。因此,探索与铅基卤化物钙钛矿光电性质相当... 铅基卤化物钙钛矿发光材料因具有荧光量子产率高、发射光谱窄、发射波长可调等优异性能优势而备受关注。但金属铅的毒性和钙钛矿的稳定性是其未来在显示与照明领域实际应用中需要解决的问题。因此,探索与铅基卤化物钙钛矿光电性质相当、但更绿色环保的非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料是势在必行的趋势。近年来,非铅金属卤化物类钙钛矿发光材料的研究取得了显著进展。本文总结了非铅金属卤化物类钙钛矿材料的晶体结构、制备方法和发光机理。归纳了影响非铅金属卤化物类钙钛矿光电性能的因素,并列举了在光致和电致发光器件领域的应用。最后,就如何进一步提升非铅金属卤化物钙钛矿发光材料的性能做了总结和展望。 展开更多

关键词 金属卤化物 类钙钛矿材料 发光材料 电致发光器件 光致发光器件

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CRISPR/Cas9系统在基因组编辑中的优化与发展 被引量：6

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作者 滕小龙 史硕博 《合成生物学》 CSCD 2023年第1期67-85,共19页

CRISPR/Cas9是近年来发展起来的新兴技术,其在多种生物和组织的基因组上具有快速、高效、精准的基因编辑与调控能力,这使得该技术在基础科学和合成生物学等应用科学领域均得到了极大的发展与应用。本文首先对CRISPR的历史沿革、分类及CR... CRISPR/Cas9是近年来发展起来的新兴技术,其在多种生物和组织的基因组上具有快速、高效、精准的基因编辑与调控能力,这使得该技术在基础科学和合成生物学等应用科学领域均得到了极大的发展与应用。本文首先对CRISPR的历史沿革、分类及CRISPR/Cas9技术的作用机制进行简述,并结合其原理和在基因组工程中面临的脱靶率高、PAM依赖性强等限制因素总结了近年来针对Cas9蛋白和向导RNA (gRNA)进行的一系列优化与改造。接下来详细叙述了CRISPR/Cas9系统结合效应蛋白实现的多种功能,包括基因表达调控、表观基因组编辑、单碱基编辑等。基于gRNA多表达策略和Cas9多路复用策略,本文还对CRISPR/Cas9技术主要的多重应用成果进行了梳理汇总。最后探讨了CRISPR/Cas9作为高精度基因组编辑工具使用的应用前景,以及作为疗法使用时的安全性和风险控制问题。 展开更多

关键词 CRISPR/Cas9 基因组编辑 表达调控 多重编辑 效应蛋白

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后疫情时代生物化学课程开展课程思政的价值意蕴与有效途径 被引量：6

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作者 刘子鹤 史硕博 靳瑾 《高教学刊》 2023年第18期167-172,共6页

生物化学课程是研究生物分子(如蛋白质、核酸、多糖等)的结构、功能及其在生命体系中作用的重要专业基础课。在后疫情时代,生物化学课程应该紧密结合思政教育,强调生物化学对于人类健康和社会发展的重要性,关注生物化学领域的伦理问题,... 生物化学课程是研究生物分子(如蛋白质、核酸、多糖等)的结构、功能及其在生命体系中作用的重要专业基础课。在后疫情时代,生物化学课程应该紧密结合思政教育,强调生物化学对于人类健康和社会发展的重要性,关注生物化学领域的伦理问题,引导学生树立正确的世界观、人生观、价值观。通过分析生物化学课程开展思政的价值意蕴,从明确培养目标、强化教师队伍、发挥课堂教学的作用、社会服务提升学生责任感和课程评价多元化几个方面探讨生物化学课程融入思政元素的途径,实现知识传授与价值引领的融合,为高校建设生物化学课程思政提供参考。 展开更多

关键词 课程思政 生物化学课程 后疫情时代 人才培养 高校教学

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