化学前沿讲座

1、青 岛 农 业 大 学本 科 生 课 程 论 文论 文 题 目 化学前沿讲座综述 专 业 班 级 应用化学 学 生 姓 名 XX（） 完 成 时 间 2012年12月16日 2012 年 12 月16日化学前沿讲座综述 本学期学习了化学前沿讲座，虽然课时有限，但不得不说内容十分精彩丰富。每一位老师通过向我们介绍他们各自的研究领域里最前沿，最顶级的科学，给我留下了深刻的印象。这些内容既是对我们以前学习的化学知识一个有效的补充，更是一个积极的延伸。在本门课程的学习过程中，它不仅让我将以前在课堂上没有完全消化吸收的知识再加以总结回顾，而且有效地指导我将理论与实践相结合。一个学期的课程，我相信自己的基

2、本化学素养及其学习研究化学的热情与兴趣均得到较大的提高，并指导了我在实验设计研究方面的实践。现就课程内容进行回顾综述。一、 吕XX分析化学前沿 吕XX老师的主要研究方向是天然产物化学及其应用、色谱分析分离。在课堂上，老师通过讲述分析化学的发展历程，中间穿插各种具体的实例；介绍顶级科学人物，生动的介绍其生平及人生经历；最终结合分析化学现状对未来化学发展方向进行展望。主要内容如下：1、分析化学发展现状分析化学的主要任务：(1)确定物质的化学组成定性分析 (2)测量试样中各组份的相对含量定量分析 (3)表征物质的化学结构、形态、能态结构分析、形态分析、能态分析 (4)表征组成、含量、结构、形态、能态

3、的动力学特征动态分析2、分析化学发展趋势分析化学是近年来发展最为迅速的学科之一，这是同现代科学技术总的发展密切相关的。现代科学技术的飞速发展就给分析化学提出了越来越高的要求，同时由于各门学科向分析化学渗透，也向分析化学提供了新的理论、方法和手段，使分析化学不断丰富和发展。对分析化学的要求：快速、准确、非破坏性、高灵敏度、高选择性、遥测、自动化、智能化等。分析化学的发展趋势：为获取物质尽可能全面的信息、进一步认识自然、改造自然，需要仪器化、自动化，快速跟踪、无损、在线监测技术发展；现代分析化学的任务已不只限于测定物质的组成、含量和结构，而是要对物质的形态确定物质的存在形态（氧化-还原态、配位态、

4、结晶态等）、微区、薄层及化学生物活性等作出瞬时追踪。3、当今分析化学前沿领域绿色分析化学绿色分析化学是把绿色化学的原理使用在新的分析方法和技术的设计方面 ,旨在减轻分析化学对环境的影响。无污染或少污染的绿色分析化学技术将是今后分析化学的一个发展方向。老师介绍了分析化学与环境的关系 ,绿色分析化学的特点及其方法的发展。二、 曲XX农药与仿生农药的研究与开发曲XX老师主要通过自己研发仿生农药的科研过程向我们介绍他的科研成果和农药领域最前沿的科学知识。从受“蚂蚁爬树”现象的启发，积极思考为什么的问题，其生动具体的科研实例深深地引领我们进入科研的圣地，懂得科学研究其实是贴近生活，解决实际问题的，但科研

5、的过程不是一朝一夕就能完成的，需要十足的毅力与坚持。其研发的过程对我们的启发远不是文字所能概述的。课堂内容主要有：化学农药的发展仿生农药的研究方法和思路拟银杏杀菌剂的研究与开发1.研究背景 由人工仿制自然界化合物而制成的农药。当发现自然界中某种动、植物体内含有的物质，对病、虫、杂草具有毒杀作用时，人们便研究这些物质的生物活性、有效成分、化学结构，再用人工合成方法仿制这些化合物或它的类似物用作杀虫或杀菌剂。例如杀虫剂巴丹就是根据海边动物异足索蚕（俗称沙蚕），体内毒素失经学结构，衍制类似有毒的化合物。 仿生农药即模仿生物农药，通过人工合成而获得的农药产品。 生物农药的自身属性要比仿生农药复杂得多，

6、生物农药制剂要考虑的因素也要比仿生农药多得多。但生物农药一般表现为不纯、不稳、活性较低，而仿生农药正是全部或部分针对这些缺点，用化学合成的方法使产品得到升级。 2.总体思路和技术路线3.主要研究内容 自从化学农药被大规模利用以来，其最重要的作用便是“虫口夺粮”。然而化学农药带来的破坏也逐渐显现，而且，长期使用某些化学农药也会使害虫产生抗药性。有没有一种新型的农药只对付病虫害，而对人类无副作用呢？近年来，世界各国出于对环境安全和开发效率的考虑，已研制出一系列选择性强、效率高、成本低、无污染、对人畜无害的生物农药。由于化学合成农药开发难度越来越高，为了提高新农药研发效率，从天然物质中寻找新农药的先

7、导物，并进行“仿生”合成，已成为当前新农药开发的热点。大部分仿生农药与其他化学农药近10年来，在环境友好农药新剂型方面取得了迅速发展。仿生农药的制剂其中一部分已纳入生物农药制剂开发。 三、王XX天然产物的提取王XX老师的求学历程丰富，其在日本早稻田大学的求学过程，早早的吸引了我们的眼球，还记得课堂上的那一阵嘘声。其大气的授课风格给我们留下了极深的印象。其生动的日本求学经历及研究课题的介绍，着实开拓了我们的眼界。王老师的科研方向是有机化学和天然产物化学。能熟练运用现代生物分离技术及波谱分析技术，对活性多糖、淀粉、生物碱、挥发油及植物色素等天然活性化学成分进行提取、分离及结构分析。四、 史XX多糖

8、以及改性淀粉方面史XX老师的主要课题方向是天然产物及有机化学方向。对生物体内的淀粉等物质进行提取，并研究淀粉改性等相关内容，主要介绍了芋头中提取淀粉，并通过化学方法进行淀粉改性。五、 王XX微流控芯片王老师讲授了分析化学方面最前沿的科学，也是由王老师的介绍，我更坚定的选择了报考东北大学的分析化学方向研究生。课堂上，通过传看微流控芯片的模型，我们很容易的理解了这一项最前沿科学。主要内容包括：1、 简介 微流控芯片技术是把生物、化学、医学分析过程的样品制备、反应、分离、检测等基本操作单元集成到一块微米尺度的芯片上， 自动完成分析全过程。由于它在生物、化学、医学等领域的巨大潜力，已经发展成为一个生物

9、、化学、医学、流体、电子、材料、机械等学科交叉的崭新研究领域。报告介绍微流控芯片技术领域国际最新发展，结合报告人多年微流控芯片研发成果，介绍一套完整而独特的芯片制造工艺技术，以及多种不同应用的微芯片。2、 分类白金电阻芯片, 压力传感芯片, 电化学传感芯片, 微/纳米反应器芯片, 微流体燃料电池芯片, 微/纳米流体过滤芯片等3、前景 目前媒体普遍认为的生物芯片（micro-arrays），如，基因芯片、蛋白质芯片等只是微流量为零的点阵列型杂交芯片，功能非常有限，属于微流控芯片（micro-chip）的特殊类型，微流控芯片具有更广泛的类型、功能与用途，可以开发出生物计算机、基因与蛋白质测序、质谱

10、和色谱等分析系统，成为系统生物学尤其系统遗传学的极为重要的技术基础。六、孙XX壳聚糖生物材料研究进展报告乍见孙老师，我们甚是惭愧。孙老师，年龄比我们大不了多少，却已站在三尺讲台。其本身对科研单纯的态度就是对我们最好的教育。课上老师主要介绍了：壳聚糖(CS)是甲壳素的脱乙酰产物,甲壳素广泛存在于蟹、虾等低等动物以及藻类、真菌等低等植物中,含量极其丰富,自然界每年产量约在1010t1011t,是仅次于纤维素的第二大多糖。作为生物医用材料,壳聚糖生物相容性好且能被生物降解,降解产物无毒性。另外，壳聚糖是自然界中产量仅次于纤维素的第二大多糖,有优异的生物学性能,在生物医用材料和医学研究领域有着广泛的应

11、用前景,对复合材料进行了概述,对壳聚糖复合生物材料的研究发展前景予以展望。七、牛XX日用化学品与健康牛老师用最平实的语言向我们介绍了化学品与健康的知识，课堂中不时提醒我们注意种种，透露着对我们的关爱。课堂内容主要有：1、食品添加剂 名称举例 食用香精、乳化剂、增稠剂、增味剂、水分保持剂、山梨酸钾、D-异抗坏血酸钠、酸度调节剂、红曲米、赤藓红、亚硝酸钠2、作用于潜在危害食用香精：由各种食用香料和许可使用的附加物调合而成，用于使食品增香的食品添加剂。食用香精的调香创作主要是模仿天然瓜果、食品的香和味，注重于香气和味觉的仿真性。食用香精是参照天然食品的香味，采用天然和天然等同香料、合成香料经精心调配

12、而成具有天然风味的各种香型的香精。食用香料因用量少，一般不会危害健康。但近年发现，某些天然香料中含有黄樟素，这是一种有强烈芳香气味的液体，动物实验发现其可引起肝脏病变，所以天然香料对人体的潜在危害也不应忽视。人造香料大都来自石油化工产品和煤焦油等原料，分酯类、酸类、醇类、酚类、酮类、醚类、类脂等。由于原料及配方不同，人造香精有不同的气味。乳化剂：乳化剂是乳浊液的稳定剂，是一类表面活性剂。乳化剂的作用是：当它分散在分散质的表面时，形成薄膜或双电层，可使分散相带有电荷，这样就能阻止分散相的小液滴互相凝结，使形成的乳浊液比较稳定。例如，在农药的原药（固态）或原油（液态）中加入一定量的乳化剂，再把它们

13、溶解在有机溶剂里，混合均匀后可制成透明液体，叫乳油。增稠剂：作增稠剂、悬浮剂、凝胶剂、乳化剂和稳定剂，一般用量003%05%。如在可可牛奶中用量为0025%0035%，牛乳凝胶为02%03%，酸乳为002%003%，加热杀菌的饮料和牛乳凝胶选取K型。同时，卡拉胶与刺槐树胶有增效作用，可提高其凝乳强度和黏度。可作为饮料的增稠剂、稳定剂，同时作果汁和酒的澄清剂使用可广泛用于增稠剂、乳化剂、稳定剂和凝胶强化剂。用于果肉型饮料、蛋白质饮料等，可增加饮料的浓厚感，并稳定各成分的悬浊性。因黄原胶具有假塑性，用于饮料增稠但无黏糊感，并有良好的放香性。将CMC作胶体保护剂，与黄原胶组合可防止饮料凝聚。黄原胶还

14、可用于固体粉末饮料，标准用量为1%。增稠剂只要适量的使用对人体是不会造成危害的。增味剂：鲜味不影响任何其它味觉刺激，而只增强其各自的风味特征，从而改进食品的可口性。有些鲜味剂与味精合用，有显著的协同作用，可大大提高味精的鲜味强度(一般增加10倍之多)，故目前市场上有多种强力味精和新型味精出现，深受人们欢迎。还有亚硝酸钠等内容。八、龚XX电容器活性材料制备与其电容性超级电容器具有比普通电容器的比能量更高，比二次电池的比功率更高、循环寿命更长、更耐温而且免维护等优点.1。电极材料和电解液2是影响超级电容器性能的重要因素。目前国内超级电容器用活性炭主要来自进口，昂贵的价格限制了超级电容器的发展，探索

15、合适的活性炭制备工艺，选择能产业化规模生产的超级电容器碳电极材料是至关重要的。有机电解液具有腐蚀性小、电位稳定窗口高、能有效提高超级电容器能量密度等优点，正逐步取代普通的水系电解液，在超级电容器中得到广泛的应用超级电容器的定义、应用与研究方向1.概述 超级电容器又叫双电层电容器、电化学电容器, 黄金电容、法拉电容，通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸引电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性

16、存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。2应用 （1）智能表（智能电表、智能水表、智能煤气表、智能热量表）作电磁阀的启动电源（2）太阳能警示灯，航标灯等太阳能产品中代替充电电池。（3）手摇发电手电筒等小型充电产品中代替充电电池。（4）电动玩具电动机、语音IC、LED发光器等小功率电器的驱动电源。（5）电动汽车 快速启动 （6）电力系统 电网改造 户外开关（7）风力发电 海上风机3.研究方向 从结构上看，超级电容器主要由电极、电解质、隔膜、端板、引线和封装材料组成，其中电极、电解质和隔膜的组成和质量对超级电容器的性能起着决定性的影响，采用何种电极板和电解质材料将基本决定最终产品

17、的类型与特性。九、李XX卟啉及其衍生物卟啉是一类由四个吡咯类亚基的-碳原子通过次甲基桥（=CH-）互联而形成的大分子杂环化合物。其母体化合物为卟吩（porphin，C20H14N4），有取代基的卟吩即称为卟啉。通常卟啉分为两类,第一类:脂溶性卟啉化合物，通常溶于有机溶剂，如氯仿、二氯甲烷、乙酸乙酯、苯等脂溶性溶剂，在石油醚、正己烷等溶解度很小；第二类：水溶性卟啉化合物，通常溶于水、甲醇、乙醇、丙酮、乙腈等亲水性有机溶剂中。卟啉化合物的熔点通常大于300度，紫红色固体粉末或结晶固体。具有一定的光敏性质,在紫外或可见光作用下，能有效释放单线态氧。卟啉的作用 （1）卟啉分子开关 分子开关是分子计算机

18、的重要部件，它的主要优点就是组合密度高、响应速度快和能量效率高。 （2）模拟生物光合作用 卟啉化合物构成叶绿素等生物大分子的核心部分，参与植物光合作用等一系列重要过程。从80年代初开始，人们设计和合成了许多含有胡萝卜素、醌等官能团的卟啉类超分子体系来模拟和了解研究光合作用中心的光致电子转移和能量转移等过程，并取得了很大的进展。 （3）在太阳能电池中的应用 卟啉及其衍生物制备的有机太阳能电池主要有两种：肖特基型和P-N异质结型。特基型太阳能电池的结构为：玻璃基片/电极/染料/电极；P-N异质结型太阳能电池的结构为：玻璃基片/铟-锡氧化物(ITO)/n-型染料/p-型染料/电极。十、宋XX金属的腐

19、蚀及其保护宋老师的研究方向为材料化学及其应用以及金属的腐蚀与防护方面。先后参加国家科技支撑计划子课题1项、国家自然科学基金课题2项、山东省教育厅课题1项、青岛市科技局课题3项、校级课题4项。科研成果“碳化硅晶须制备的中试试验”、“碳化硅晶须的研究与产业化”经专家鉴定分别达到国际领先水平、国际先进水平，上述两项目提出和使用了双重加热这一新技术，制造了双重加热炉，解决了碳化硅晶须制备的关键问题，在完成碳化硅晶须制备中试试验的基础上，实现了碳化硅晶须的产业化生产；科研成果“直排式节水坐便器的研制”经专家鉴定达到国际先进水平，该项目研制开发的新式坐便器采用直排节水技术，用特制的用特制的排污阀代替存水弯

20、，依靠排污阀的开、关控制坐便器的排污和密封，大大节省了冲水量，节水率在60%以上，该成果具有很好的应用推广前景和显著的社会与经济效益。十一、魏XX组蛋白去乙酰化酶抑制剂的合成与生物活性基因转录的有序调控是机体细胞维持正常功能的前提，如果基因转录调控功能紊乱，细胞就可能发生癌变。最近的研究发现，肿瘤的发生与核心组蛋白的乙酰化及去乙酰化的失衡有密切的关系。有机体内，负责组蛋白乙酰化和去乙酰化的是一对功能相互拮抗的蛋白酶：组蛋白乙酰转移酶和组蛋白去乙酰酶。 组蛋白的乙酰化水平与肿瘤的产生、增殖、致癌基因和肿瘤抑制基因的表达水平有密切的关系。HAT通过对核心组蛋白分子N端2540个氨基酸范围内的赖氨酸

21、残基进行乙酰化修饰，使染色质处于松散、开放的状态。进而转录因子转录调节复合物和RNA合成酶能够更加接近染色质。使得基因表达更加容易；HDAC的作用与H AT相反。它使染色质处于一种紧密的超螺旋结构，基因表达受到抑制。同时，HDAC还与多种特征性明显的致癌基因和肿瘤抑制基因的表达有密切的关系。研究证明，HDAC与急性早幼粒细胞白血病的发生密切相关。近年的研究表明，肿瘤的产生与细胞内组蛋白的乙酰化水平有密切的关系，增加细胞内乙酰化组蛋白的含量，可以对肿瘤细胞的生长起到抑制作用，并诱导其分化和( 或) 凋亡。抑制细胞内HDAC的活性，可以增加细胞内组蛋白的乙酰化程度，提高p21、p53等基因的表达水

22、平，进而达到抑制肿瘤细胞的增殖，诱导肿瘤细胞分化和( 或)凋亡的目的。相信在未来的几年内会有更多的具有显著抗肿瘤效果与临床应用前景的H DA C抑制剂不断问世。十二、师XX创新的力量创新是以新思维、新发明和新描述为特征的一种概念化过程。它原意有三层含义，第一，更新；第二，创造新的东西；第三，改变。创新是人类特有的认识能力和实践能力，是人类主观能动性的高级表现形式，是推动民族进步和社会发展的不竭动力。一个民族要想走在时代前列，就一刻也不能没有理论思维，一刻也不能停止理论创新。创新在经济，商业，技术，社会学以及建筑学这些领域的研究中有着举足轻重的分量。口语上，经常用“创新”一词表示改革的结果 。既

23、然改革被视为经济发展的主要推动力，促进创新的因素也被视为至关重要。 知识社会环境下的科技创新包括：知识创新、技术创新和现代科技引领的管理创新。知识创新的核心科学研究，是新的思想观念和公理体系的产生，其直接结果是新的概念范畴和理论学说的产生，为人类认识世界和改造世界提供新的世界观和方法论；技术创新的核心内容是科学技术的发明和创造和价值实现，其直接结果是推动科学技术进步与应用创新的良性互动，提高社会生产力的发展水平，进而促进社会经济的增长；管理创新既包括宏观管理层面上的创新社会政治、经济和管理等方面的制度创新，也包括微观管理层面上的创新，其核心内容是科技引领的管理变革，其直接结果是激发人们的创造性

24、和积极性，促使所有社会资源的合理配置，最终推动社会的进步。 知识创新、技术创新与管理创新是相辅相成的。知识创新是技术创新和管理创新的文化基础，没有新的理论学说和公理体系，不可能有技术创新和制度创新，技术创新反过来又为知识创新和管理创新奠定了必要的物质基础；管理创新则为知识创新和技术创新提供必要的微观与宏观环境。技术创新是社会发展的“硬件”，而知识创新和管理创新则是社会进步的“软件”，它们对国家的发展和社会进步起着关键性的作用，是社会进步的动力源。师老师言传身教，其对激发我们科研创新的精神影响不言而喻。十三、肖X基于仿生理念的新型手性催化剂的设计合成及其应用老师介绍了手型催化剂的定义、合成方法以及相关的科研成果及发展展望。1、催化剂（1）定义：催化剂是一种改变反应速率但不改变反应总标准吉布斯自