超分子化学论文范文15篇

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超分子化学论文

第1篇

1991年，龚和贵考入郑州轻工业学院化工系精细化工专业。起初，专业对他来说不过是志愿表上的黑字，提不起兴趣，但一段时间后，他发现并非如此。“我们学校侧重日用化工，其中的洗涤剂和化妆品等都是人们常用的，我非常想把里面的一些化学问题搞清楚。”然而，四年下来，龚和贵感觉在实际问题面前还是束手无策，希望能够在化学理论上进一步深造，为此，他选择了清华大学化学系。1998年7月，他获得清华大学有机化学硕士学位，一年后，前往美国德克萨斯大学奥斯汀分校攻读化学哲学博士学位。

“这所学校的化学研究在美国排名非常靠前。到那里后，我师从刚做助理教授的Krsiche教授从事有机化学的两个热门方向，即超分子化学和有机方法学研究。”在Krsiche教授的严格培养下，龚和贵在化学相关基础和前沿知识的认知上发生了质的变化，完全具备独立开展高水平研究的能力。2005年7月起，他开始在美国北卡罗莱纳州立大学开展博士后研究。

未来慢慢铺开，他却迎来了人生中的变数。

2008年5月，上海大学吴松副校长带队赴美国招聘，热情邀请龚和贵回国。回来，还是留下？最终，文化上的排他性、经济危机爆发出的种种问题、想要尽快独立开展自己工作的心情等等，都让他想要回来。那年12月，他正式到上海大学任职，2010年，他又当选上海高校特聘教授“东方学者”，在国内的事业逐渐风生水起。

“在有机化学方向上，目前国际趋势主要是制备新型功能材料和开发高效的合成方法。通俗地说，假如以前需要先将A转化成B，再将B转化成C，那现在就是尽量实现A到C的直接转化。现在较‘热’的碳氢活化研究就是这样。”龚和贵说。但他认为不应该盲从所谓的“热门”，而应该自有把握。回国后，他继续开展超分子材料与催化研究，近期，他多围绕氢键在强极性溶剂，特别是就水相中难于生成的前沿难点问题，设计水相中稳定的基元构，并将其用于超分子聚合物，以及有机纳米管材料的制备。此外，他还和课题组对非传统的高效有机制备方法进行了研究。“一般有机反应的发生都是一个带（部分）负电荷的化合物进攻带（部分）正电荷的化合物，生成新的分子。我们却发现，在金属催化下，两个带（部分）正电荷的有机物可以直接交联生成新的化合物。尤其具有挑战性的是，这些反应体系大多是在烷基分子上进行的，比目前已有的在芳香体系中才能发生的反应更加值得关注。”谈起钟爱的研究，龚和贵很是欣慰。

第2篇

对于“天然绿色宝库”之盛名，长白山名副其实。该地区生态系统保存得比较完整，由于其地形、气候、土壤等自然条件的综合影响，区内蕴含着丰富的生物资源，具有丰富的天然野生药用植物资源。据调查，长白山现有植物种类共计248科3119种；其中，材用植物50种、药用植物900多种、食用植物近200种、观赏植物300多种，蜜源和粉源植物280多种、香料植物100多种、工业用植物380多种，还有真菌类和苔藓类1300多种。其中，蕴藏量占全国1/2以上的品种约40余种，人参，鹿茸等10余种道地药材产量居全国之首。长白山天然野生药用植物资源的保护与开发利用，对延边朝鲜族自治州现代中药产业基地建设乃至吉林省经济和社会发展具有重大意义，也是吉林省经济实现跨越式发展的重要经济生长点之一。

顺应国家资源保护和社会经济发展之需，延边大学长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室自成立以来，以“长白山区丰富的生物资源为研究对象，以有机化学为基础，利用现代分析技术和有机合成新方法，开展植物化学成分的结构测定、生物活性与功能、结构修饰与合成、分布及演化规律的研究，并与相关学科相结合，为区域创新植物药和朝药的发展做出贡献”为实验室研究方向，仅在2008年承担的项目就包括“欧盟第七研发框架计划项目”、国家“863”计划项目、教育部“新世纪优秀人才支持计划”和国家自然科学基金项目等，经费共计1050万元。

实验室自立项建设以来，共发表了SCI收录论文200余篇，核心期刊论文180多篇；申请发明专利13项，获发明专利证书3项；通过省级或州级鉴定项目15项，其中转让项目1项(金额330万元)；获得吉林省科技进步二等奖和三等奖各2项，吉林省优秀论文奖1项。

创业初告捷，实验室带头人吴学教授并未沉浸在满足之中，面对成绩他显得坦然而自信，没有谈及个人丝毫，而是向我们介绍了实验室的成立与发展之路。

成立之因

长白山开发历史较短，人为破坏程度较低，具有生长天然中药材的良好生态环境，中药材质量优良，驰名中外。同时，长白山地区朝药资源极其丰富，而且绝大多数尚未进行研究开发，其中不少为朝药特有植物。

生物资源的保护与开发利用应该是相辅相成，辩证统一的。资源的开发利用是为了创造出可供人类物质生活消费的产品，为人类造福。而要搞好开发利用，首先应该摸清“家底”，搞好资源的调查研究和保护工作，保护资源的目的就是为了更好地开发和永续利用。保护并非意味着要保持生态的原始状态不动，而是在开发利用的过程中对其采取必要的技术措施，尽可能不造成或少造成破坏，尽量恢复对生物有利的环境，促进其繁衍，形成生物资源的良性循环，以利于资源的永续利用。

合理地开发利用长白山天然野生药用植物资源，重视野生药材资源的驯化栽培和保护，可有效避免野生药用植物资源的枯竭，促进天然药用植物的资源安全和可持续生产及发展。同时，随着中药逐步走向国际市场，对药材资源的需求量会越来越大，野生药材资源面临的压力会日益沉重，保护天然植物环境是保证天然植物及其产品质量，使天然资源可持续性开发利用的前提。

就是在这样的时势所需之下，2005年8月经教育部批准，延边大学有机功能分子与材料实验室立项建设“长白山生物功能因子”省部共建教育部重点实验室，于2008年4月“长白山生物功能因子”省部共建教育部重点实验室建设项目通过了教育部的验收，并同时提出更名申请。实验室于2009年2月经教育部批准正式更名为“长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室”。实验室现有教授20人，副教授8人，其中具有博士学位者23人，新世纪优秀人才1人、省首席教授1人、省高级专家1人、省突贡专家3人，全国劳动模范1人、全国优秀教师1人。

五年计划

实验室在化学、药学和生物学相互交叉融合的基础上提出了今后5年的工作目标，依托于有机化学、药物化学两个省重点学科，立足于当前有机分析化学中活跃的前沿研究领域――样品前处理技术和毛细管液相色谱技术的研发，注重原始创新，并以此为支撑有效开展长白山植物资源的保护与开发。本期目标的完成将标志着长白山天然资源的保护。开发、利用由分散进入到系统，由短期行为进入到长期规划阶段，预计将从两大方面取得积极成效一是有力有效地推动延边大学相关学科的建设，促进学校发展目标实现；二是为区域经济发展服务。

有机分析化学方向

长白山植物保护层面上首先解决植物生长环境的评价、植物质量评价、农药残留等问题，这些研究工作涉及的分析和测试工作量大、繁重而费时、费溶剂。为此，亟待开发提取、浓缩、分离和分析为一体的在线、快速原创分析技术，为创造生物最佳生长环境，进行生物质量实时跟踪评价，以利于天然资源的有效开发利用提供科学的基础数据。

李东浩教授主持的有机分析化学，着眼于当前有机分析化学中活跃的前沿研究领域――样品前处理技术和毛细管液相色谱技术的研发及应用，注重原始创新，开展具有重要应用背景的应用基础研究，研究成果将在长白山植物质量控制和保护方面起着龙头作用，并在与长白山植物资源相关的基础研究及知识产权和市场产权领域中起技术支撑作用。

应用有机化学方向

由尹炳柱教授负责，广泛深入地开展功能有机分子(包括在化学、生物学、物理学，材料化学和环境科学领域具有重要功能或性能的有机分子)研究，包括功能分子的合成、天然产物的化学修饰，开发新的药物先导化合物等基础和应用基础研究。该方向由四个课题组构成：

药物先导化合物的修饰课题组，对从长白山天然植物中分离筛选出的具有抗肝纤维化、抗癌、抗代谢性疾病(糖尿病，高血脂)和心血管疾病等先导化合物的化学修饰，合成系列化合物，从其系列化合物中寻找作用强，选择性高、毒性低的化合物；

基于羧基肽酶-A抑制剂合成和抑制机理的研究课题组，从长白山天然植物中筛选对羧基肽酶-A有抑制作用的先导化合物，经化学修饰合成高性能的羧基肽酶-A抑制剂，研究抑制活性、作用机理以及复合物的超分子结构；

光电信息功能分子的设计与合成，合成具有良好应用前景的有机电致发光化合物及其金属配合物，研究其发光性能，探讨发光性质与分子结构的关系以及在分析化学指示剂方面的应用，传感器的制作与应用等，为长白山天然产物中先导化合物的分离、鉴定确立理论基础；

超分子组装体与大生物分子的作用及其机理超分子化学，如合成具有各种几何形状的Coil-Rod型大分子和π-

共轭扩张的四硫富瓦烯以及带有四硫富瓦烯结构单元的四氮杂卟咻衍生物，研究它们的结构和电、光、磁活性，分子自组装以及其LB膜和自组装体系的超分子结构以及在化学诊断、光化学治疗等方面的应用。

长白山药用植物及朝药研究方向

“全国五一劳动奖章”获得者、药学专家南极星牵头，选择长白山天然资源及朝鲜族传统药物，建立朝鲜族民族药材有效部位及化学成分样品库，并利用活性筛选技术对样品库中的化学成分进行筛选，发现先导化合物和候选化合物，并进行先导化合物的优化及构效关系研究，同时利用药理学与分子生物学等方法揭示其作用机理，并开展以朝药为主的长白山药用植物资源驯化与保护研究。

在近几年的研究基础上，针对肿瘤、肝损伤、心脑血管疾病以及代谢性疾病(糖尿病，高血脂)等4种疑难疾病，选择朝鲜族传统药物及特色天然药物，建立朝鲜族民族药材有效部位及化学成分样品库利用活性筛选技术对样品库中的有效成分和有效部位进行筛选，发现先导化合物和候选药物，同时利用药理学与分子生物学方法揭示作用机理。长白山珍稀植物及生物技术研究方向

由尹成日教授负责，针对长白山名贵植物资源保护与利用的需要，利用现代生物技术，探索有效保护长白山重要生物资源的新方法，创建开发利用这些资源的新工艺，研发高附加值。高效益的新产品。采用生物反应器进行人参不定根大规模培养，实现人参的工厂化生产，可大量生产野山参，西洋参、高丽参等高附加值产品，既保护林地又满足不断增长的市场需求；利用微生物转化法，使人参等药材中含量较高的活性成分转化为新的高效活性先导化合物，大大增强药材的生物活性利用微生物深层发酵法，实现长白山珍稀药用菌(桑黄等)的工厂化生产，开发一系列药用菌产品利用长白山有毒植物，开发有效地防止人参锈腐病的植物源生物农药。

发展目标

伟大的跨越离不开科学的目标和精密的计划，任何计划的成功都必有事先的预期和努力。实验室力争通过五年的努力，达到以下目标：

1、将提升延边大学长白山学科群的科研水平和综合实力，为争取获得化学一级学科博士学位授予权和有机化学国家重点学科奠定坚实的基础争取分析化学和生药学二级学科博士点，进入省级重点学科行列。

2、将造就一支由中青年博士组成的高素质学术队伍，培养引进1～2名国际，国内知名的学术领军人物和学术带头人，并使3～5人进入国家及省部级人才计划，建成一支团结协作、开拓创新和勤奋敬业的队伍。

3、将进一步提升高层次人才的培养规模和水平，进一步提高研究生特别是博士生的创新能力。到2011年本项目覆盖学科博士研究生年在校人数达到40名左右，硕士生200名左右。质量上，硕士研究生科研和论文水平接近重点院校相关学科硕士生水平，博士生研究和论文水平要达到国内同类学科的中上等水平。

4、将进一步提升学科承担国家和地方重大科研项目的能力。获得国家基金重点项目，国家科技支撑计划项目在内的国家和省部级科研项目40项以上，发表SCI，El收录论文160篇以上，努力实现本学科高水平、影响力论文的突破；申请专利10项以上，获发明专利授权5项以上，获得国家和省部级科技成果奖励4～6项，提供以多种技术为集成的植物样品提取、浓缩、分离和分析为一体的毛细管液相色谱试验样机，建立长白山植物综合数据库；挖掘和整理朝药，验证朝医药有效方、药，完成有自主知识产权的朝药方(肝、前列腺)，争取1～2个临床批号，提供4～6个生物活性强的候选化合物供临床前研究开发人参稀有皂苷等天然活性物质的生物转化技术1～2项和珍稀植物组织培养技术2～3项，开发防治人参根腐病的植物源农药，防治率达到50％以上。

5、将进一步提升学科为地方经济建设服务的能力，开发一批具有自主知识产权的新技术、新产品，努力争取2～4项成果进入产业化应用，为地方经济建设做出贡献。

现代管理

达到目标，不仅要有鲜明的计划和严谨的实施，对于一个团队来说，还需要科学的管理体制和先进的运行机制。长白山生物资源与功能分子教育部重点实验室这样一个拥有多名世界各国归国人才的团体，独辟蹊径，开创了自己独有的管理模式：组建统一的公共技术平台，配备专人负责设备管理、维护和培训等工作，形成学术带头人――青年学术骨干――技术与辅助人员的合理配置与梯队建设。

在运行机制上，实施责任教授负责制度，遵照国家政策和有关规定，组织建设本研究方向的师资和科研力量，有权支配该方向获得的各级科研课题的经费。

在仪器设备管理方面，坚持共享公用为基本原则，以所在教育部重点实验室为依托，将本项目添置的仪器设备纳入现有仪器中心实验室，集中使用和管理，提升使用效率。配备实验室专门仪器管理与维护人员并制订相关管理办法，保证实验室管理的规范化和科学化以及仪器设备的高效率运转。大型仪器设备的增添可通过项目申请的形式，经评审获得批准，方可购置。

第3篇

英文名称：Chinese Journal of Inorganic Chemistry

主管单位：中国科协

主办单位：中国化学会

出版周期：月刊

出版地址：江苏省南京市

语

种：中文

开

本：大16开

国际刊号：1001-4861

国内刊号：32-1185/O6

邮发代号：28-133

发行范围：国内外统一发行

创刊时间：1985

期刊收录：

CA 化学文摘(美)(2009)

SCI 科学引文索引(美)(2009)

CBST 科学技术文献速报(日)(2009)

中国科学引文数据库(CSCD―2008)

核心期刊：

中文核心期刊(2008)

中文核心期刊(2004)

中文核心期刊(2000)

中文核心期刊(1996)

中文核心期刊(1992)

期刊荣誉：

联系方式

第4篇

1我国有机化学的发展现状

1.1我国有机化学所取得的良好成果

首先，经过几十年的发展，我国有机化学领域的人才不断增多，国际有机化学领域已经留有我国有机化学研究者声誉，部分学者已经成为国际著名杂志的编委和副主编，如杨丹教授已经成为有机化学快报副主编，极大的增强了我国有机化学研究者的工作信心[1]。其次，我国很多高校和科研部门已拥有世界先进实验设备，工作条件也与世界发达国家相差无几。再者，有机合成化学与金属有机化学已经走在世界有机化学研究前列，不对称合成研究也取得了喜人成绩，在国际中，我国学者充分展露头角。最后，我国以北京大学为首的诸多高校开始重视有机化学的研究，并在化学期刊上发表了大量具有代表性的论文，其质量也在逐年上升。如北京大学仅在2010年就发表了55篇与有机化学相关的论文。

1.2其中存在的问题

在取得成绩的同时，也存在一定问题，这也是相关研究者需要重视的方面。首先，带有鲜明新颖的系统研究偏少，很多研究涉面较窄，通常以跟踪热点为主，通俗的说就是跟风现象严重，研究缺乏创新性，论文内容万变不离其中。以有机合成化学研究为例，很多论文研究的都是合成方法，并不重视是否真的具有实用性。其次，很少有针对国家建设与社会发展的研究，对于有机化学长远发展的研究更是寥寥无几。再者，有机化学的研究队伍还不够壮大，各项研究都存在研究队伍缩小的情况。最后，在研究上并不注重与其他学科的联系，只是一味在自己领域进行研究，与发达国家相比，我国关于有机化学的研究还是很少，发表的论文质量也不如发达国家，同时，相应的评价机制还有待于提高。

2我国有机化学发展趋势的展望

2.1发展趋势

现阶段，有机化学的发展异常迅猛，研究内容也在不断变化，随着时代的发展，绿色化学被提到日常研究中，受到全世界人民的关注，对其研究也就成为了有机化学的重点研究内容，同时，学科与学科之间的渗透逐渐增多，更是推动了有机化学进一步向前发展[2]。在未来有机化学研究将重视以下内容：首先，重点研究小分子活化与惰性化学键活化，绿色化学对原子提出了新型要求，尤其是不对称催化的研究更是关键，对其研究以便降低污染。其次，注重对化学生物的研究，这项研究主要是将有机化学与生命科学联系在一起，着重两者之间存在的相互作用，并研究有机超分子的设计与合成。最后，研究具备独特生理活性的各种有机分子，同时研究一切与能源开发与利用有关的各种有机化学，以及关注化学信息学的研究，进而充分发挥有机化学的作用。

2.2发展方法

首先，应遵从国家相关部门的领导，注意学科与学科之间的融合，实现优势互补。有机化学是我国重要研究内容，作为有机化学研究者应具有良好的主动性，积极融入到各领域中，尤其是能源领域与环境保护领域，通过研究真正实现绿色化学目标，不断扩宽有机化学研究领域，壮大有机化学研究队伍，有机化学并不是完全独立的学科，它需要与其他学科融合才能不断发展，只有这样才能创新有机化学研究。其次，由于有机化学的分支学科存在明显的缩水情况，作为国家基金委应看到这一点，应加大对有机化各学科的资金投入，为其提供必要的资金支持。对于有机分析等热门学科的研究应突破传统，避免研究流于形式化，创新研究内容。同时，为其创设良好的评价机制，根据研究方向与内容的不同，设定不同的资助方式。最后，要突破研究传统，进入新型研究领域最重要的就是具有创新思维与能力，根据国家现阶段所重视的内容展开课题研究，对于挑战性较大的研究要做好长期准备。在拟定研究课题时，应将推动国家经济建设、促进社会发展融入其中，尤其是重点研究怎样减少化学污染，真正发挥有机化学的作用。国家基金委应为有机化学研究创设良好的建设研究环境，提供先进的研究设备。整顿剽窃他人论文观点等不正之风，使研究人员树立良好的创新意识。

3结语

第5篇

关键词：共振瑞利散射纳米微粒纳米反应非纳米反应发展方向

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）作为一种新分析技术始于二十世纪九十年代初，Pasternack[1]等首次用共振散射技术研究卟啉类化合物在核酸分子上的J型堆积，显示出该方法在研究生物大分子的识别、组装、超分子排列[2]以及多个分析领域[3]的应用前景。刘绍璞等则率先研究小分子之间借静电引力、疏水作用和电荷转移作用而形成离子缔合物产生强烈的RRS信号，从另一角度丰富和拓展了研究内容。目前，共振瑞利散射光谱法在生物大分子的测定、药物分析、纳米微粒和痕量无机物离子的研究和分析中得到越来越多的应用，已发展成为一种高灵敏度、操作简便、仪器价廉和应用广泛的新方法。本文归纳出共振瑞利散射法的三大主要应用：纳米微粒、纳米反应、非纳米反应。并提出了它的发展方向。

1、共振瑞利散射光谱法的应用领域

1.1 纳米微粒

纳米微粒是纳米微粒本身具有共振瑞利散射特性。近来，从纳米微粒和界面形成这一观点出发，通过对一些无机纳米粒子的RRS光谱研究发现，（1）一些金属纳米粒子具有量子呈色效应和RRS效应，并产生RRS峰；（2）根据物理学共振原理，结合金属纳米微粒体系的光谱研究，认为RRS系纳米微粒界面超分子能带中的电子与入射光子相互作用导致瑞利散射光信号急剧增大的现象；（3）较大粒径纳米粒子和界面的形成是导致散射光信号增强的根本原因；（4）纳米粒子的RRS效应、光源发射光谱和检测器光谱响应曲线、光吸收是产生RRS峰的三个重要因素等。

研究结果表明，RRS光谱是研究无机纳米粒子的一种灵敏的光谱技术。金、银、碘化亚汞、硫化镉、碲化镉等液相纳米粒子均显示出RRS效应，产生特征RRS峰[4~8]。

1.2 纳米反应

共振瑞利散射纳米反应是纳米微粒与蛋白质、核酸、多糖、染料、生物碱、药物等发生反应引起的纳米颗粒的共振瑞利散射光谱峰值的改变。

1.2.1 无机离子分析

周贤杰等[9]用银纳米微粒与酚藏花红相互作用的共振瑞利散射光谱可为研究和检测银纳米微粒提供一种简便、灵敏的新方法。张庆甫等[10]研究了金纳米棒与EDTA-Cu2+相互作用的共振光散射特征，建立了一种测定水中痕量铜离子的新方法[10]。

1.2.2 药物分析

鲁群岷等[11]利用金纳米微粒作探针，建立共振瑞利散射光谱法可测定血液中一定范围内亚甲蓝的含量。何佑秋[12]用金纳米微粒作探针，提出共振瑞利散射光谱法测定痕量卡那霉素的新方法，还可以测定盐酸雷洛昔芬的含量。李太山等[7]制备出性能优异的碲化镉纳米晶与氨基糖苷类抗生素相互作用，建立了硫酸阿米卡星和硫酸小诺毒素的测定方法，王齐研究了硫化镉纳米晶与氨基糖苷类抗生素相互作用。王齐等[13]还利用硫化镉纳米微粒作探针共振瑞利散射测定了某些蒽环类抗癌药物，而鲁群岷用金纳米微粒作探针共振瑞利散射同样测定了某些蒽环类抗癌药物。胡蓉研发小组[14]用CdSe量子点作探针共振瑞利散射法测定血样中的阿米卡星含量。闫曙光等[15]用CdTe 量子点作探针共振瑞利散射法测定临床上的抗凝剂物质肝素钠含量。利用金纳米的特殊的物理化学性质，以未经化学修饰的金纳米直接作为探针，RRS法测定某些生物碱（如盐酸小檗碱，硫酸奎宁）。

1.2.3 生物大分子分析

闫炜等[16]研究小组建立了一种用CdTe/CdS量子点共振瑞利散射光谱法快速检测细胞色素C的方法。王齐等[17]研究了铜纳米微粒与维生素B1相互作用的共振瑞利散射光谱。刘丹等[18]用CdSe量子点作探针共振瑞利散射法测定葡聚糖硫酸钠的含量。王文星等[19]以没食子酸为还原剂和稳定剂制备出的Ag/Au核壳纳米粒子为探针，共振瑞利散射光谱测定人血清总蛋白。范小青在硕士论文中开发了CdTe量子点与卵清白蛋白、牛血清白蛋白的相互作用。刘正文的硕士论文用CdTe量子点作探针共振瑞利散射测定了γ-球蛋白含量。

1.2.4 其它分析

RRS光谱技术还可用金纳米微粒作探针测定牛奶中的三聚氰胺的含量[20]。陈启凡等[21]利用共振瑞利散射技术研究了金纳米微粒与溶菌酶的相互作用，将纳米金作为测定溶菌酶的探针。

1.3 非纳米反应

共振瑞利散射非纳米反应是非纳米微粒与蛋白质、核酸、多糖、染料、生物碱、药物等发生反应引起的纳米颗粒的共振瑞利散射光谱峰值的改变。

1.3.1 无机离子分析

黄亚励等[22]利用I3-与硫酸耐而蓝生成稳定的离子缔合物，碘能定量氧化As3+，且散射强度的改变值ΔIRRS与As3+浓度呈线性关系而建立了一种测定尿中痕量砷的共振瑞利散射新方法，还有人用此法测定了环境水样中痕量砷（Ⅲ）。罗道成等[23]研究出铅-碘化钾-罗丹明6G离子缔合物在315nm波长处产生强烈的共振瑞利散射光谱，其光强度I与Pb2+的质量浓度在一定范围内成线性关系，可用于测定环境水样中的痕量铅。韩志辉等[24]人在银-邻菲罗啉-茜素红体系中，开发出共振瑞利散射法测定痕量银的一种新方法。倪欣等[25]也报道了痕量银的共振瑞利散射法测定。刘运美等[26]在钴(1I)-PAN-SDBS体系中用共振瑞利散射法测定了钴的含量。Long X F等用RRS光谱技术测定天然水和生物样品中的Al(III)。

1.3.2 药物分析

邢高娃等[27]在一定条件下，以甲基蓝-铕稀土配合物为光散射探针，建立了灵敏的测定美他环素的共振瑞利散射分析测定新方法。郭思斌[28]应用固绿与硫酸软骨素作用形成结合产物时，在一定范围内溶液的RRS强度与硫酸软骨素浓度成正比，建立可测定其含量的方法。胡小莉等使用共振瑞利散射法测定氨基糖苷类和四环素类抗生素类药物．王芬等[29]同样采用共振瑞利散射光谱研究了某些蒽环类抗癌药物与刚果红的相互作用。许东坡等[30]用12-钨磷酸共振瑞利散射光谱法测定盐酸苯海拉明。王媚的论文中开发了共振瑞利散射光谱法在氟喹诺酮类抗生素药物分析中的应用，如铽-氟喹诺酮类抗生素-茜素红、铕-氟喹诺酮类抗生素-铬天青S、钴-氟喹诺酮类抗生素-刚果红等相互作用的反应体系。某论文以溴甲酚绿、溴酚蓝、硅钼酸为探针建立了简便、快速测定奈替米星的共振瑞利散射的新方法。胡庆红还用丽春红S共振瑞利散射法测定硫酸小诺霉素。

1.3.3 生物大分子分析

肖锡林等[31]建立了共振瑞利散射法测定尿中微量白蛋白的检测新方法。刘绍璞教授及学生研究发现利用RRS光谱可研究蛋白质和杂多化合物的反应继而测定蛋白质，同时也利用RRS光谱研究了核酸和劳氏紫的反应，发现RRS信号的增强和核酸的浓度在一定范围内成比例，该法有很宽的线性范围和很高的灵敏度，可用于核酸的测定。田丽的论文建立了中性红与透明质酸钠、透明质酸钠-溴化十六烷基吡啶缔合物、三氨基三苯甲烷染料与硫酸皮肤素和健那绿与硫酸软骨素体系相互作用的共振瑞利散射光谱及其分析应用等。刘俊铁则利用茜素红-铕光谱探针用于蛋白质分子的分光光度研究与检测，还利用甲基蓝与血红蛋白相互作用的共振瑞利散射光谱研究及小分子的影响。

1.3.4 其它分析

西南大学研究小组用共振瑞利散射法测定了盐浸中的亚铁氰化钾，还研究了乙基紫共振瑞利散射法测定碘酸钾、羧甲基纤维素钠含量，卤离子与阳离子表面活性剂相互作用的共振瑞利散射光谱，溴酚蓝共振瑞利散射光谱法测定痕量阳离子表面活性剂。RRS光谱技术还可用来测定β-环糊精的包结常数。

2、展望

综述所述，目前可用共振瑞利散射光谱法在纳米与非纳米反应体系中测定无机离子、药物分析、生物大分子等多种物质含量。相比较而言，纳米反应体系测定物质的含量相对较少。随着社会进步，纳米科学技术不断发展，可制备出更多种类且具有共振瑞利散射特性的纳米晶，来测定更多品种、更痕量的物质含量，是以后共振瑞利散射法的发展方向。

参考文献：

[1] Pasternack R F, Bustamante C, Collings P J,et al. J Am Chem Soc,1993, 115: 5393

[2] Huang C Z, Li Y F, Shi Y D, Shu R L, Bull Chem Soc Jpn,1999, 72: 1501

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第6篇

压缩四大化学基础课学时，合理配置先修后继顺序河南大学原有的应用化学专业基础平台课程模块和化学专业基本相同。四大化学及其实验课时充足，基础非常扎实。但是，由于课时太多及先修顺序问题使得后续专业方向课程及专业选修课程的学习压力较大。造成第六学期和第七学期学生课业繁重，影响其考研、找工作及实践课程的学习;另外，专业课程完全地偏于理科，达不到理工结合，也缺乏特色。四大化学课程中存在的重复交叉内容，也很有必要进行删减、理顺。国家教学指导委员会也发行了相关指导草案，使得在保障四大化学教学质量的基础上，压缩学时成为可能。压缩四大化学学时，依照无机、分析、有机、物化的合理顺序依次排课，并在前四学期内完成全部教学，给后续以四大化学为基础的应用化学专业课程提供时间和空间。如无机化学及实验的学时压缩为54+36，在第一学期完成全部教学。分析化学及实验压缩为36+36学时，第二学期开课。同时，增设《仪器分析及实验》课程，共72学时，其中讲授36学时，实验36学时。这主要是因为目前仪器分析在工业生产和科研中广泛应用，要求必须加强此课程。有机化学和物理化学都为108学时，分为(一)和(二)分别提前到第二学期和第三学期开课，相应实验和课程同学期开设，并在第五学期前完成全部四大化学基础课程。

增设必要工科基础课程，夯实工科基础应用化学专业兼具理科和工科的特点，需要有坚实的化学基础理论还需要兼具必要的化工基础理论。原有的《化工基础及实验》是为非工科化学类专业开设的基础课程，已远远不能适应目前应用化学专业的培养目标。因此，必须采用化工基础理论课程———《化工原理及实验》取代原有的化工基础及实验课程。《化工原理》是以四大化学为前修课程的一门化工基础理论课程。开设学时设定为72+36学时，分别在第四学期和第五学期开课。《化工原理实验》课程设置36学时，第五学期开课。此外，工科学生的培养，尤其是化工方向，离不开相应的电子电工学基础以及工程制图或化工制图等方向的课程。在保证数学、物理等学科基础平台课程的基础上，必须在专业基础平台课程中增设《电子电工学及实验》和《工程制图》课程及金工实习环节。《电子电工学及实验》设置共72学时，其中36学时讲授，36学时实验，第三学期开课。《工程制图》设置为54学时，第三学期完成课程教学。金工实习2周，第五学期进行。

开设“宽口径”专业选修课程模块应用化学还是一个包容性很强的学科。从全国重点高校的应用化学专业培养方案来看，各个高校的专业课程体系特色模块差异较大，但是都体现自己的科研特色。例如北大，具有核药物化学、辐射化学和辐射高分子、超分子化学与材料、新能源与材料和核环境化学5个特色研究方向，并开设应用辐射化学、应用放射化学等方面的选修课程。因此在专业课程设置中必须和学科科研特色结合起来，开设相关课程。根据自身学科科研特色以及师资力量，我们设置3类可供选择的专业选修课程:偏向理学的应用化学方向模块课程、偏向工科的专业方向模块以及高分子材料方向模块。此外，根据目前我院教师们的学术专长、特色研究方向和未来发展趋势，开设了应用化学前沿讲座、日用化学品、阻燃技术，农药化学、高分子助剂及应用、染料化工与助剂、催化原理、精细化学品开发与设计等选修课程，开阔学生视野的同时，分享老师们研发产品的经验、教训以及研发思路。

以“大论文”为抓手，强化实践教学环节

实践教学是培养学生创新能力和应用型综合人才的重要环节。在强化“基础课程实验—专业实验—金工实习，工厂见习和顶岗实习—毕业论文”多层次课内实践教学体系［2］的基础上，我们采用以毕业论文环节为抓手，强化实践教学环节。毕业论文是本科生人才培养链条中的一个重要综合性实践教学环节，对于保证人才质量、与人才市场对接是至关重要的。针对目前毕业论文环节设置不合理，时间短，任务重，监管不严的问题，我们采取“大论文”措施改革毕业论文环节，通过延长时间，注重过程，加强监管，使其真正成为“培养学生创新能力”的平台。“大论文”之“大”主要体现在:思想意识上对毕业论文重视程度的提高;毕业论文要求的拔高;毕业论文时间的增加;毕业环节和专业课程的关联与衔接更加密切;学生能力培养也更加综合、立体等方面。首先，毕业论文开始时间提前到第五学期，在学生专业基础课程学习完之后，即对学生开展毕业论文要求的教育，同时结合学院教师科研特色开展专业研究方向介绍，开阔学生视野，帮助学生了解相关研究领域、研究方向，并在此基础上双向选择学生感兴趣的课题和指导老师。然后根据课题，在指导老师的指导下，使学生有目的地选修必要的专业选修课程，为进入课题研究打下扎实的理论基础。结合第五学期设置的文献检索课程和专业英语课程，在相关课程教师和课题指导老师的共同指导下，围绕自选课题进行相关文献信息的检索，和专业文献的阅读与翻译，相应考核成绩分别记录为文献检索及专业英语的课程成绩。第六到第八学期，学生进入实验室，在指导老师的指导下进行课题的初步探索。并在课题老师的指导下继续选择必要的专业课程进行学习。这个过程中，实施论文中期检查回报和毕业答辩的监管。严格管理程序，设置必要的奖励机制和淘汰机制，激发学生的主动性和创造热情。

增加学生选课自由度，逐步实现自我规划，自我培养

兴趣是最好的老师，是人们主动去求知、去探索、去实践的源动力。并且传统的理学“精英教育”人才培养模式，和“大众化教育”的现念相悖，也不符合社会和人才市场的需求，使得一些不擅长逻辑思维的学生体会不到学习的乐趣，造成教育资源的极大浪费;另一方面，培养了众多远大于社会需求的研究型人才，而社会和经济建设急需的应用型人才得不到满足。进入大学第五学期以后，学生已经具备了必要的应用化学专业基础知识和技能，有必要引导他们根据自己的兴趣和爱好选修专业课程，实现个性化教育［3］。因此，必须增加选修课比例，扩大选修课程范围，为发挥学生学习的主动性和创造性留有充分的空间，使学生的个性和人格得到充分地、健康地发展。表1是河南大学课程设置及学分分配表。我们在专业选修课程模块设置了大量可供选择的课程，这些课程可以分为三类，以满足学生个性化的需要，增大了学生选课的自由度，也使得学生的自我规划，自我培养成为可能。选修课程的学分从原来的12学分提高到36.5学分，选修课程总比例达30.1%。当然，为避免个别学生的盲目性，选修过程是和前述毕业论文实践环节相结合的，在论文指导老师的指导下，结合学生的兴趣进行的选择。此外，我们还采用积极支持低年级学生自由选择参与的开放实验、创新实验以及高年级大学生的课程设计大赛等课外科研创新活动。注重课内与课外、校内与校外的实践教学活动形成有机的整体，以全方位“立体”的教育模式实现教育目的。#p#分页标题#e#

第7篇

【关键词】光致变色反应；二芳基乙烯化合物；应用；研究；进展

【中图分类号】O6【文献标识码】A

【文章编号】1007-4309（2011）03-0059-2

光致变色的材料早在1867年就有所报道，但直至1956年Hirshberg提出光致变色材料应用于光记录存储的可能性之后，才引起了广泛的注意。有机光致变色材料是近年来国际上刚刚出现的一类新型有机光电子功能材料，首先，它可以广泛地用于日常生活，如防晒霜、装饰材料、新奇印刷、防伪和鉴伪等；其次，它更可以用于光信息存储、光转换器和光开关等前沿领域，且有着非常好的应用前景。尤其是它作为信息存储材料的应用，更是引起人们的重视。21世纪随着信息的急剧致变色材膨胀，对于如何更有效地存储这些信息提出了更高的要求，在这种情况下，高性能的有机光料引起了科研工作者对光存储材料的高度重视，它正是能够满足这种要求的极具潜力的存储材料之一。

目前研讨光致变色资料最多的国家是日本、美国、法国等，随着光致变色材料日趋重要以及诱人的应用前景，国际上一些著名的大学、研究单位和公司，逐步把眼光转向有机光致变色材料的开发和应用，与其相关的论文和专利也不断增多。世界上只有日本和美国有少量光致变色资料民用品出售。但美、日等发达国度把光致变色资料用于民用行业也还处于起步阶段，并没有大范围出产上市，因此研究光致变色新材料，使其更加适用于民用品市场，仍有很大的发展空间。我国在有机光致变色材料的研究上，也取得了可惜成绩。中国科学院感光化学研究所的樊美公等人对光致变色材料进行了大量的研究，申请了多项光致变色材料方面的专利，并发表了大量的研究论文。南开大学孟继本等科研人员已合成了100多种的有机光致变色材料，并致力于将其合成的材料应用于光致变色涂料、光致变色安全玻璃膜，光致变色纺织品等民用品上。江西科技师范学院蒲守智课题组也对此多了大量的研究工作，合成了多种光致变色化合物。

一、光致变色现象

光致变色是指一种化学物质的分子在适当波长的光照射下，可逆地在两个具有不同光谱性质的异构体之间相互转化：

Aλ1?葑λ2B

A和B分别代表体系中两个异构体，λ1和λ2是发异构所需的光的波长。光致变色是一种可逆的化学反应，这是一个重要的判断标准。在光作用下发生的不可逆反应，也可导致颜色的变化，只属于一般的光化学范畴，而不属于光致变色范畴。目前，对光致变色的研究大都集中在二芳基乙烯、俘精酸酐、螺吡喃、螺嗪、偶氮类以及相关的杂环化合物上，同时也在继续探索和发现新的光致变色体系。

从上世纪80年代以来，Irie和Lehn研发出了具有良好光致变色性质的二芳基乙烯类分子，此分子以其优异的热稳定性、良好的耐疲劳性、响应时间短以及开/关环异构体之间吸收光谱差异显著等优点迅速成为光存储材料研究的新热点，从而引起了研究二芳基乙烯分子的热潮。二芳基乙烯分子在光致异构化过程中，分子吸收光谱发生变化，同时还常伴随诸如介电常数、氧化/还原电位、几何构形等其它物理化学性质的变化。这些性能优异的二芳基乙烯分子在光存储，分子开关，多色彩显示器，非线性光学等领域，具有重要的科学价值和广阔的应用前景。

二、二芳烯衍生物的研究

到目前为止，在各类已报道的二芳基乙烯中，按其所连的桥头单元不同主要分为以下四类：含全氟环戊烯结构单元的二芳基乙烯；含马来酸酐或马来酰亚胺结构单元的二芳基乙烯、含环戊烯结构单元二芳基乙烯和含2,5-二氢噻吩或吡咯等五元杂环结构单元的二芳基乙烯。一些具有代表性的杂环类二芳基乙烯化合物的结构式如图2所示:

顺丁烯二酐衍生物全氟环戊烯衍生物

杂噻唑烯衍生物杂噻吩烯衍生物

图几种二芳基乙烯衍生物的结构示意图

每类二芳基乙烯都有各自的优点和缺点，但从材料性能上比较而言，含全氟环戊烯的二芳基乙烯分子具有比其它几类二芳基乙烯更为优异的性质如光热稳定性，耐疲劳性等，因而对这类二芳基乙烯的研究倍受关注。近年来陆续有许多新型二芳基乙烯分子被报道，这些化合物主要为全氟环戊烯1,2-位对称取代的含杂环的二芳基乙烯，而1,2-位由不同结构单元取代的不对称的二芳基乙烯报道较少。与对称性体系相比，不对称二芳基乙烯体系更容易通过对其分子结构的微调实现光致变色性能的改进。在设计合成不对称的二芳基乙烯分子时，给分子修饰上共轭程度不同的取代基团，或是引入不同的手性基团或是特定的取代基团，以改进它们的光电性质，从而可以满足不同的需求，使其在高密度存储，多色彩显示器；非线性光学，无损读出等领域更具有应用潜力。同时，非对称体系与对称体系相比，往往更具有热稳定性，因而在设计合成具有优越热稳定性的二芳基乙烯光致变色化合物时，引入两侧含有不同杂环的全氟类二芳基乙烯杂环体系已经成为一个重要的指导原则。基于不对称体系的这些优越性，设计和合成不对称体系已经成为这几年来的研究热点之一。

在近年来的大量文献报道中，大多数的二芳基乙烯化合物所连的杂环都为噻吩环或是苯并噻吩环，其原因除了此类化合物的合成方法较为简单易行以外，更重要的是噻吩环和苯并噻吩环已经被证实对于二芳基乙烯分子的稳定性和抗疲劳性具有杰出的贡献，而这正是二芳基乙烯分子作为光存储材料所需要具备的最重要的性质。同时，二芳烯分子作为最具有应用潜力的光存储介质材料之一，其闭环态的吸收光谱、摩尔消光系数和闭环和开环量子产率是非常重要的，而影响其吸收光谱特性的因素主要是与全氟环戊烯相连的芳香基的取代位置和与芳香基相连的侧基的种类有关。迄今为止，关于杂环上取代基对于二芳基乙烯分子光电性质的影响已有了许多相关报道，如Morimitsu 等人在噻吩2-和2?-位引入体积较大的烷氧基取代基，这种基团将强烈抑制开环量子产率，但同时也可降低闭环态在高温下的热稳定性，Irie等和Pu等分别合成了噻吩末端连有苯环的二噻吩乙烯分子，并研究了苯环上同一位置不同基团对二芳基乙烯分子的性质影响以及同一基团在不同位置的影响。近几年来，日本科学家Yamaguchi和Irie连续考察了烷基链对不同杂环体系的影响，包括对称的苯并噻吩体系，苯并呋喃体系，以及不对称的苯并噻吩和苯并呋喃体系，他们发现当在杂环2位上引入烷基链时，随着烷基链的不断增长，往往会对二芳基乙烯分子的量子产率，摩尔消光系数，吸收光谱等产生系列的影响，比如对于对称的苯并噻吩体系来说，当在苯并噻吩环2-位上引入烷基链时，烷基链的增长可以增加分子的反平行结构，从而增大环化量子产率，而不影响开环量子产率，烷基链。

三、二芳基乙烯化合物的应用

（一）高密度可擦写光子型存储材料

随着科学技术的日益发展及对计算机应用要求的提高，人们对信息数据传递与存储的要求也越来越高。开发高存储密度、高响应速度、可擦写的全光分子开关材料，已经成为当今世界范围的研究热点。光致变色材料二芳基乙烯化合物属于光子型信息记录材料，它在特定波长下发生可逆的光异构化反应，可以利用光异构化反应引起吸收波长的变化来进行光信息的记录。光致变色材料用于光盘存储时通常将呈色体（闭环态）作为未写入态，无色体（开环态）为写入态。因此，光致变色材料在高密度可擦写光子型存储材料中具有广泛应用的可能性。

（二）分子光开关

光致变色本身就是一个开、关的过程，当其接枝上具有特殊功能团的分子，它就兼具了以上各方面的优良性能。例如：光环化后，光致变色化合物在近红外区域的折射率发生变化。这对于光波导元件是非常有用的，可以制备基于折射率变化的光开关。分子内磁相互作用进行光调控可应用于光化学开关-磁性开关。还有文献报道了诸如纳米开关酸碱开关、超分子开关、荧光分子开关、光电开关。

（三）电化学开关

光照下能发生可逆的电化学性质的变化，是光电化学开关的应用基础。处于开环态时，二芳烯化合物上两个关键基团之间处于隔离状态，而在闭环态，两个基团处于连通状态。开环体检测不到电化学过程，而在闭环态可以观测到可逆的氧化还原电位。据此可以设计光控的电化学开关。

（四）手性开关

荷兰的Feringa报道了二芳基乙烯分子的自组凝胶体系：在该体系中二芳基乙烯分子在凝胶中形成聚集体，该聚集体由于空间螺旋结构可以形成两种聚集形态的开环体：P-1型和M-1型。当用紫外光照射时，P-1型的分子发生闭环反应生成(R,R)-2的手性分子，M-1型的分子发生闭环反应生的却是(S,S)-2的手性分子。根据这不同，可以用于在分性开关上。

四、总结与展望

二芳基乙烯分子作为新一代的有机光存储材料，展现出良好的光致变色性、热稳定性和耐疲劳性。通过光照对其开关环反应的控制，利用开关环异构体之间的紫外可见吸收光谱的不同，以实现数据的写入与读出。作为可多次擦写的有机光存储材料替代现有的无机光存储材料，二芳基乙烯分子还必须满足高密度记录、可擦写及无损读取的要求。寻找具有高的耐疲劳性能和稳定的写入和读出态仍是目前二芳基乙烯分子研究的重点之一。

第8篇

巍巍兰州大学，一名温婉的女子置身其中，用她特有的方式述说着兰州科技的发展，富饶资源得以在化学神奇的力量下发挥着作用。她就是兰州大学化学化工学院配位化学与功能材料研究所副所长唐瑜。

扎根兰州执着换取人生成长

唐瑜，1989年考取兰州大学化学系，由此开启了她与那片热土难以割舍的深厚情缘。从学士、硕士、博士到最后留校任教至今，二十多年风雨兼程，她在“大西北科技摇篮”的阳光沐浴下，自由的吸取着人生精华，从一名懵懂无知的少女逐渐成长为一名反哺母校，勤谨钻研的园丁和科研“女战士”。

对普通人来说，配位化学虽然神奇奥妙、博大精深，但有太多艰涩难懂的枯燥公式让人望尘莫及，而对科学充满兴趣的科学探索者来说，越是艰涩难以捉摸的未知领域越是能激发他们探求的欲望，亦如唐瑜。自从与化学结缘的那一天起，就注定了她要将自己特有细腻柔情融入到这看似枯燥的化学研究工作中去，从中开出“花儿”来。

执著，成了她探索路上的“法宝”。一路攀爬象牙塔，在拿起教鞭的那一刻，很多人以为她会停下来歇一歇，但她又转身投入下一场考验人耐性的拼搏中：2000年12月至2003年6月，她在兰州大学生命科学学院从事有关“寡聚多联吡啶类配体稀土超分子功能配合物的研究”的在职博士后研究工作，执教的同时继续追逐着更高的科研梦想。

孜孜不倦换来了通向进步的阶梯，唐瑜先后于2001年11月晋升为副教授，硕士生导师;2007年4月晋升为教授;2008年1月被批准为博士生导师。工作以来，这位工作认真的女子凭借自己的努力，获得了领导、同事们的肯定，之后又因为出色表现，成为兰州大学化学化工学院配位化学与功能材料研究所副所长，甘肃省有色金属化学与资源利用重点实验室（兰州大学）副主任，化学化工学院学术委员会委员，教学指导委员会委员，无机化学课程组组长。

一分耕耘一分收获，唐瑜用多年的拼搏和努力，换来了无数鲜花和掌声，包括入选2006年度教育部新世纪优秀人才支持计划及甘肃省领军人才第二层次人选，2004年荣获第三届“兰州大学教学新秀奖”一等奖;2005年所在课题组荣获甘肃省科技进步奖一等奖及甘肃省高校科技进步奖一等奖（项目名称：新型稀土功能配合物的设计合成及其性能研究，排名第四）;2008年荣获霍英东基金会第十一届高等院校青年教师奖（自然科学类）三等奖等。

“路漫漫其修远兮，吾将上下而求。”这句话，用在一个女子身上，更显出难得的珍贵。扎根兰州热土，唐瑜用自己执着的信念换来了攀登科研高峰的“满园硕果”。

严谨钻研

奏响温婉女子科学强音

配位化学是在无机化学基础上发展起来的一门边沿学科，它主要的研究对象为配位化合物。长期以来，配位化合物对于无机化学家都是一个挑战。唐瑜自进入这一领域以来，一直致力于此项难题研究，奏响了一曲来自婉约女子的化学科学强音。

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应用研究上。先后承担和参加了国家自然科学基金面上项目、国家自然科学基金重点项目、教育部科技新世纪优秀人才支持计划和甘肃省自然科学基金等研究课题。

发光稀土配合物具有组成和结构可设计调控、荧光寿命长、Stokes位移大、半峰宽窄以及光谱分布广等优点，在生物荧光探针、显示、照明以及转光农膜等领域具有非常重要的应用价值。针对发光稀土配合物的多功能化和器件化应用等关键科学问题，唐瑜及其科研团队近年来利用杂化材料组装、配合物分子设计、能量传递效应以及与基质功能复合等策略，系统开展了多色发光稀土纳米复合薄膜构筑及其传感行为以及多功能稀土配合物纳米探针组装及其生物医学应用等一系列创新探索研究，取得如下研究进展：①利用配体分子设计和能量传递效应，构筑出首例通过调节前驱体pH值调控发光颜色的多色发光稀土纳米复合薄膜，为发光薄膜组装提供新思路;②利用杂化材料组装策略，在核壳结构磁性纳米颗粒基质上，通过原位生成金属有机框架（MOFs）材料的方式进行金属离子的识别分离，开辟了MOFs材料的新应用领域;③通过与基质功能复合，利用稀土离子可扩展的配位层，设计组装出具有多模式成像和药物控释功能的新型稀土配合物光-磁纳米探针，为稀土配合物纳米探针在癌症诊疗方面的应用提供重要的理论指导。研究成果为发光稀土配合物的器件化应用提供重要信息和理论依据。

创新有时候看似很容易，它往往在思考过后的一瞬间灵光闪现;创新有时候又很难，因为它常常隐藏于很多看似平常的事物中，不易被察觉或者容易被人忽略。唐瑜的科研之路就是一条继承、坚守与创新并行，努力、收获伴着思考的奋发之路。

润花著果秋来硕果香满园

“西北的青年莫要再耽延，割断我们长衫抛却我们浪漫。大时代的使命奔临在眼前……”兰州大学的校歌唱尽了大西北儿女无限的激情与豪迈。于唐瑜，一名长期置身其中的娇小女子，身子虽柔弱，骨子里却也潜移默化也透着一股豪情：做人，简朴干脆;做事，干净利落;感情，重情重义。

如果说，十多年前，她还是大学里一名聆听恩师教诲的莘莘学子中的一员;十多年后，她摇身一变，成为哺育桃李的园丁，不变的是那份简单和执着热爱。对于现在所从事的教研职业，唐瑜打心眼里热爱。正因为意识到传承的重要性，她才不断致力于“润花著果”，耕耘不辍。

第9篇

【摘要】差示扫描量热法(DSC)、傅立叶转换红外光谱(FT-IR)和X-射线粉末衍射(XRPD)研究表明实验室精制得到的头孢曲松钠晶体属单斜晶系，P21/c空间群。在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构；基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习，其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近，呈薄片状。实验定性考察了生长环境对头孢曲松钠晶习的影响。

【关键词】头孢曲松钠；晶体结构；晶习； X-射线衍射

ABSTRACT Studies of differential scanning calorimetry (DSC)， Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy， and X-ray powder diffraction (XRPD) on ceftriaxone sodium purified in laboratory indicate that the ceftriaxone sodium crystal belongs to monoclinic crystal system and space group of P21/c. The crystal structure of ceftriaxone sodium was determined on workstation SGI IRIX of Cerius2 based on the minimizing energy law; the crystal habit was predicted by BFDH law and AE law， respectively， of which the crystal habit predic-ted by AE law was plate， close to the practical habit grown from solution. The effects of crystal growth conditions on crystal habit of ceftriaxone sodium were qualitatively studied by experiments.

KEY WORDS Ceftriaxone sodium; Crystal structure; Crystal habit; X-ray powder diffraction

晶体的微观结构与物质的宏观物理、化学性质密切相关，决定着物质的晶形、密度、熔点等。对物质晶体结构的了解，将有助于在原子尺度上阐明物质各种性能的机制，对研究物质结构与性能之间的关系和规律具有重要意义［1］。晶习是表征晶体外部整体形态的量［2］。晶态有机固体的外形是其固液分离体系设计和操作的一个重要参数，影响下游操作过程(如过滤、洗涤、干燥)的效率和物质的性能(如堆密度、机械应力、润湿性)［2～4］。晶体内部结构特性以及外部生长环境都能影响晶习［5］，如何利用这些信息去预测和控制真实条件下生长晶体的晶习在精细化工领域，尤其是制药业，越来越受到关注和重视［6～8］。头孢曲松钠(ceftriaxone sodium，C18H16N8Na2O7S3·3.5H2O)，曾译头孢三嗪，是新型、长效、广谱的第三代半合成头孢菌素，属于β-内酰胺类抗生素，结构式如Fig.1所示［9］，1978年由瑞士Roche公司研发成功，1982年首次在瑞士上市，1984年12月21日获得FDA认证，1996年专利到期。自上市以来，产品畅销全世界，2000年头孢曲松钠在世界前200个畅销药中列第43位，在国内的销售额居各抗感染药物之首［10，11］。目前头孢曲松钠的研究热点集中于合成以及药理，鲜有报道其晶体结构和晶习方面的研究。由于头孢曲松钠难以培养出满足测试要求的单晶，本文通过X-射线粉末衍射分析，应用分子设计软件Cerius2(4.6

Fig.1

Structure of ceftriaxone sodium

版本)根据能量最小化方法得到了头孢曲松钠分子空间结构，并在此基础上预测了产品晶习，为头孢曲松钠工业结晶过程的设计、优化提供了理论指导。

1 实验部分

1.1 实验原料

头孢曲松钠粗品由山东瑞阳制药有限公司提供，实验室精制后产品纯度经高压液相色谱(HPLC)检测不小于99.5%。试样再经研磨、筛分，选取粒度范围在38～45μm之间的细晶用于X-射线粉末衍射测试。

1.2 DSC分析

差示扫描量热仪(NETZSCH Thermal Analysis DSC204)：样品置于封口的Al2O3坩锅中，参比物为空的α-Al2O3坩锅；升温速率为5℃/min，升温范围从室温到330℃；载气为N2，流量50ml/min。仪器的热焓采用铟作为标准物校正。

1.3 TG分析

本文采用NETZSCH TG209热重分析仪测试头孢曲松钠的TG曲线，升温速率为10℃/min，载气为N2，流量为18ml/min。样品用量为5.08mg，升温范围从室温到200℃。

1.4 红外分析

本文采用KBr压片法在NICOLET 560型傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)上对头孢曲松钠进行红外光谱分析。

1.5 扫描电镜(SEM)

本文采用Hitachi X650扫描电镜(SEM)表征实验样品的晶习，操作电压15kV，样品放在黏着双面胶的金属片上，在观察前需在氩气保护下间歇喷金。

1.6 X-射线粉末衍射分析

头孢曲松钠的X-射线粉末衍射数据在日本理学(Rigaku)D/max-2500型单色X-射线衍射仪上收集，CuKα射线(λ＝1.5405)，石墨单色器，扫描速率1s/step，工作电压40kV，工作电流100mA，测试温度(25±1)℃。为保证样品表面与测角仪轴心平行共面，装样采用铝板背压法。

2 实验结果与讨论

2.1 DSC曲线

头孢曲松钠的DSC谱图如Fig.2所示，样品在260℃附近存在一个尖锐的放热峰，在放热峰前还存在两个小的吸热峰。头孢曲松钠DSC曲线260℃附近的放热峰是样品热分解放热所致［12，13］，实验测定的热分解峰顶温度TP为262.30℃，接近文献值240～265℃［12，13］。与其他大多数头孢菌素一样［13］，头孢曲松钠的DSC曲线也没有熔点峰，表明头孢曲松钠在熔化前已发生热分解，故无法用量热法来测定其纯度。

2.2 TG-DTG分析

头孢曲松钠的TG-DTG谱图如Fig.3所示，虽然TG曲线没有表现出明显的直角台阶状，但DTG曲线的双峰却说明了头孢曲松钠在室温至200℃之间的失重是分两步完成的。根据TG线的失重百分率计算结果可知，第一步失重约6.30%，第二步失重约3.31%。头孢曲松钠分子中结晶水的理论百分含量是9.53%，参照中国药典(CP2005)附录M水分测定法中的费休氏法测得头孢曲松钠水分含量为9.5%，而实验测得TG失重为9.61%，与理论结晶水含量基本相符。因此可推断头孢曲松钠在室温至200℃之间的TG失重是脱除结晶水所致［14］，Fig.2中DSC曲线热降解放热峰前出现的两个小峰正是头孢曲松钠分两步脱水而产生的吸热峰。而且，头孢曲松钠的DSC曲线并未再出现脱溶剂峰，结合Fig.3所示的TG-DTG谱图，可以初步判定实验精制头孢曲松钠过程中未见形成溶剂化合物。

2.3 红外分析

实验室制备的头孢曲松钠与市售国外产品的红外谱图如Fig.4所示。β-内酰胺与杂环并接产生的特征峰出现在1740cm-1处，在3440～3260cm-1处出现的强而宽的峰是-OH和-NH伸缩振动引起的谱带，-OH和-NH的伸缩振动频率在此区域相互重叠而不易区分，由于分子内氢键，吸收频率向低频方向还存在一定的平移。1610cm-1附近处的强峰是芳核骨架振动的特征峰，1000cm-1附近的特征峰是芳环C-H面向弯曲振动引起的强吸收峰，但Ar-H在3030cm-1附近的特征峰由于-OH和-NH的存在而不明显。1740cm-1处的强峰是羰基伸缩振动的特征峰，而1650cm-1处的强峰则是酰胺的羰基伸缩振动引起的。

2.4 X-射线粉末衍射分析

测试中发现当2θ>50°后，头孢曲松钠的XPRD谱图不再出现明显的衍射峰，因此在Rigaku D/max-2500X射线衍射仪上收集5°

2.5 头孢曲松钠晶体结构的确定

分子的空间结构信息对于确定晶体结构，研究晶体所属空间群和原子位置具有重要作用。因此，在研究晶体结构之前研究分子的空间结构是必要的。分子的空间结构一般可以由两种方法得到：一是通过实验的方法，主要包括X-射线单晶衍射和2D-NMR技术；另一个是通过计算机辅助分子设计的理论计算方法，目前主要包括“原始”机制、半经验机制以及分子机制模型，其中分子机制模型又有能量最小化、网格搜索、蒙特卡罗(Monte Carlo)以及分子动力学模拟等方法［15］。虽然单晶结构分析是诸多固态物质结构分析方法中提供信息最多、最常用的研究方法，已经成为合成化学及其相关学科、晶体工程和超分子化学等研究领域中必不可少的研究手段［16］，但目前X-射线单晶衍射仪对测试晶体的三维尺度(最小维的空间尺度不小于0.01mm)和质地(晶体不能出现缺陷)有严格的要求，由于头孢曲松钠晶体是薄片状晶习，难以培养出合乎单晶测试要求的晶体，有一维的空间尺度小于0.01mm。头孢曲松钠是一种大分子有机盐类，具有离子化合物的特性。因此本论文应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的3D-sketcher环境画出分子结构图，再通过电荷分配，选择Dreading 2.21力场，最后根据能量最小化方法得到可能的头孢曲松钠分子空间结构如Fig.6所示。

头孢曲松钠晶体的晶胞投影如Fig.7所示，晶胞中每2个头孢曲松钠分子和7个水分子按Fig.6所示组成一个不对称单元。由Fig.1可知，头孢曲松钠是一种大分子有机羧酸钠盐，存在钠离子(Na+)与头孢曲松酸根离子(C18H16N8O7S3)2-之间强的离子键；除此之外，每个晶胞中还存在众多既是质子受体又能提供质子的水分子，而且每个(C18H16N8O7S3)2-中还含有2个-NH(与电负性大的N原子形成强极性键的氢原子)和6个-CO-(电负性大且又能提供孤对电子的氧原子)，易与水分子或其它头孢曲松钠分子之间的-CO-和-NH形成氢键，如Fig.7中虚线所示。

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2.6 头孢曲松钠晶习预测

在获得头孢曲松钠晶体结构以及晶胞参数等数据以后，应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的morphology模块，分别选取BFDH模型、AE模型对头孢曲松钠进行晶习预测，结果如Fig.8、Fig.9所示。由于完全基于晶体几何结构理论的BFDH模型没有考虑原子、键型、局部电荷、生长环境等对晶习的影响，当晶体中分子间的键能越大，各向异性越明显时，模型预测的晶习与实际晶习的一致性也就越差［8］。头孢曲松钠是一种大分子有机钠盐，金属钠离子以及分子间氢键的存在，以及生长环境中溶剂极性、杂质的影响，使得采用BFDH模型预测的头孢曲松钠晶习(呈短棒状)与在水-丙酮体系中生长的头孢曲松钠实际晶习(呈薄片状)相差较大(Fig.10)。

较之BFDH模型，AE模型考虑了晶体的内部结构单元以及相互作用对晶习的影响，因而采用AE模型预测的晶习与实际晶习更相近，也呈薄片状(如Fig.10所示)，这也表明晶体内部结构基元以及相互作用键能对晶体的形态有重要的影响。AE模型预测的头孢曲松钠晶习由10个晶面包围构成，101、101、002、011、011及其对应的等价晶面101、101、002、011、011。应用分子设计软件Cerius2(4.6版本)中的surface builder模块中的cleave crystal surface命令，可以展现出头孢曲松钠晶体不同晶面上的分子排列方式和密度，如Fig.11所示。

由Fig.11可见，不同晶面显露出的原子或基团及其排列密度是不一样的，图中小球代表氧原子。虽然晶面氨基和羰基交替显露，但羰基上的甲基基团增加了空间位阻，不利于头孢曲松钠分子之间或头孢曲松钠分子与极性溶剂分子之间形成氢键。101晶面上的氨基以一定角度显露，羰基沿法线方向显露，较101晶面更易形成分子间氢键。002、011、011晶面也都有羰基、氨基显露，而没有甲基显露增加空间位阻，更有利于氢键的形成。因此101及其等价对称晶面101具有较慢的生长速率，表现出较大的显露面，而101、002、011、011晶面较101有更快的生长速率，表现出较小的显露面，导致头孢曲松钠晶体呈片状晶习。

2.7 生长环境对头孢曲松钠晶习的影响

影响晶习的主要因素除了晶体内部结构外，还有晶体生长过程中所处的外部环境，例如温度、溶剂体系、杂质等［2～4］。本文定性考察了不同结晶操作条件以及含钠离子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响。

由于头孢曲松钠的热敏性以及溶解度特性［9，11，14，17～20］，一般采用溶析结晶法分离、提纯头孢曲松钠［11，21］。相同实验条件下分别采用乙醇和丙酮作溶析剂得到的头孢曲松钠结晶产品的电镜照片如Fig.12所示，晶习都呈薄片状。这表明在实验范围内选用不同的溶析剂并未从宏观上改变头孢曲松钠结晶产品的晶习。

相同溶析剂不同溶析结晶温度得到的头孢曲松钠产品晶习的电镜照片如Fig.13所示，在实验选定温度范围内，虽然温度升高会导致晶面生长速率增大，但各晶面的相对生长速率并没有明显变化，所以温度并没有对头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习造成明显的影响，只是使得温度较高时得到的产品的平均粒度有所增大。

相同操作条件下，考察了氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠溶析结晶产品晶习的影响，结果如Fig.14所示。含钠离子添加剂的加入，头孢曲松钠溶析结晶产品的晶习并没有什么明显的变化，还是呈薄片状，这说明在实验条件下氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠对头孢曲松钠晶体各晶面的相对生长速率没有明显的影响。

3 结论

(1)头孢曲松钠溶析结晶产品的DSC、TG、FT-IR和XRPD分析测试结果表明，在实验条件下得到的头孢曲松钠晶体具有相同的晶体结构。

(2)采用JADE 4.0软件对XRPD数据进行指标化、精修，得到头孢曲松钠晶胞参数为a=9.2493，b=15.779，c=20.619，α=γ=90°，β=121.34°，属于单斜晶系，空间群为P21/c。

(3)在Cerius2工作站SGI IRIX上应用能量最小化法确定了头孢曲松钠的晶体结构；基于BFDH、AE模型预测了头孢曲松钠晶体的晶习，其中AE模型预测的晶习与实际生长晶习相近，呈薄片状。

(4)定性实验研究范围内，溶析剂种类、结晶温度、含钠粒子添加剂对头孢曲松钠溶析结晶过程产品的晶习没产生明显的影响。

(5)为获得片状晶习的头孢曲松钠晶体产品，工业上可以采用乙醇或丙酮作为溶析剂，但氯化钠、碳酸氢钠、阴离子表面活性剂十二烷基苯磺酸钠不宜选作头孢曲松钠结晶产品晶习的改进剂。

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第10篇

关键词：开放式化学实验多金属氧酸盐配合物光催化能力

实验教学是高等教育的重要组成部分。开放式实验教学以培养大学生的创新能动性为前提，突出化学实验的研究与应用。一改过去“照方取药”的实验教学模式，大学生可以根据自己所学化学理论知识与兴趣选做专业内实验。在完成基础性实验内容后，可酌情安排开放式化学实验，其可以发挥学生的主观能动性，激发其创新意识。鼓励学生通过查阅相关知识领域文献资料，设计和制订可行方案。实验完成后自行对所得数据进行处理与分析，考查学生解决问题和数据处理的能力。

多金属氧酸盐以其丰富的结构类型和特异、优良的物理化学性质，在催化、材料科学、生物化学及医学等领域具有广泛的应用前景。本实验以多金属氧酸盐为建筑单元、利用金属离子配合物作为扩展结构的连接体，得到多金属氧酸盐配合物。该配合物耦合了多金属氧酸盐的催化性能和配合物结构的孔道结构，因此可以作为一种新型的光催化材料用于环境中污染物的降解。

本实验以硅钨酸H■SiW■O■、有机配体MOPIP、金属盐MnCl■・4H■O为反应原料，水为溶剂，在165℃的水热条件下制备得到多金属氧酸盐配合物。通过X射线-单晶衍射、红外（FT-IR）、热重（TG）等实验表征手段对配合物的组成和结构进行表征。利用紫外可见光谱（Uv-vis）对配合物光催化降解目标污染物罗丹明B和亚甲基蓝的降解效果进行表征。为环境中有机染料的降解提供绿色新的解决方法。

1.实验部分

1.1实验试剂和仪器

邻菲啉衍生物MOPIP配体按照已发表的文献合成[1]，金属盐MnCl■・4H■O，硅钨酸（H■SiW■O■），罗丹明B（RhB）、亚甲基蓝（MB）和氢氧化钠均在国药集团化学试剂有限公司购得，且未做纯化。布鲁克公司SMARTAPEXⅡCCDX-射线衍射仪，Perkin-Elmer240C元素分析仪，NicoletNexus470FT-IR分光光度仪，Netzsch STA449C热重分析仪，岛津UV-2450紫外可见分光光度计。

1.2配合物结构的表征

配合物单晶结构采用布鲁克公司SMART APEXⅡCCD X-射线衍射仪测定。配合物的元素（C，H，N）分析采用Perkin-Elmer 240C元素分析仪。红外光谱是采用Nicolet Nexus 470 FT-IR分光光度仪，用KBr进行压片，在400-4000cm■范围内扫描得到。热重实验采用Netzsch STA449C热重分析仪，以10℃/min为升温速度，在0℃至1200℃温度范围内进行测定。

1.3配合物结构的制备

将反应物MnCl■・4H■O（0.048g，0.25mmol），H■SiW■O■（0.35g，0.12mmol），MOPIP（0.082g，0.25mmol）和H■O（18mL）放入烧杯中，在室温下搅拌30min，并加入NaOH溶液调节pH为6，然后将混合物装入25mL内衬聚四氟乙烯的不锈钢反应釜中，在165℃下恒温晶化5天，以5℃/h的速度梯度降温至室温。产物经过去离子水多次洗涤、过滤后得到红色针状晶体，产率为59%。

1.4光催化降解罗丹明B和亚甲基蓝的实验

实验以氙灯作为紫外光光源，罗丹明B（RhB）和亚甲基蓝（MB）溶液的初始浓度为2×10■mol/L。称取100配合物样品，超声分散在100mL罗丹明B（或者亚甲基蓝）溶液中。将混合溶液装入石英的反应瓶中，加入磁性转子，连接好光化学反应器。实验开始后，先在暗反应条件下搅拌30min，开灯后每隔30min抽取样品溶液，离心，取上层清液，采用UV-2450紫外分光光度计对溶液中染料吸收峰的强度进行考察。

2.实验结果与讨论

通过X射线-单晶衍射、红外光谱、元素分析、热重等对配合物的结构进行表征，表明配合物的结构为双核的结构，其可以通过π-π堆积形成一维链，并进一步扩展为二维平面结构及三维超分子结构。利用紫外可见光谱对配合物的光催化降解实验进行考察，从谱图中可以观察到目标污染物罗丹明B和亚甲基蓝的吸收峰明显降低。此外用肉眼明显看到，目标污染物罗丹明B的溶液由红色变为白色，亚甲基蓝的溶液由蓝色变为无色。从上面的光催化实验结果可以得到合成的配合物对染料具有广泛性的降解效果。

学生通过本开放实验学习和操作，可以掌握无机化学实验中的基本操作，如准确称量、配制溶液、pH值测定；仪器分析化学中关于利用KBr压片法测定配合物的红外光谱、熟悉和掌握紫外可见分光光度计、元素分析仪的操作步骤和准确使用。学生除了需要正确熟练地掌握上述化学实验基本操作技能外，还应具有处理和分析数据能力，即使用计算机对上述得到的数据进行作图和分析。其中包括运用Shelxl软件对所得晶体数据进行解析，并用Diamond软件画出晶体结构图；应用Excel和Origin软件做出和处理红光光谱仪得到的红外谱图，紫外分光光度计得到的催化降解谱图，以及热重分析仪得到的热重图谱。

此外，本开放实验可以培养学生利用所学理论知识对谱图进行分析，如红外谱图中吸收峰的位置应归属于何种基团的振动，热重谱图中每个阶段的失重归因于配合物种哪种基团的分解等。

水热法是制备功能材料一种最简单、优异的合成方法，采用此方法可以合成结构多样且具有功能性的新型材料。我们将具有催化活性的多金属氧酸盐和结构可控的配合物进行组装，得到了结构多样的多金属氧酸盐配合物。该多金属氧酸盐配合物是一种新型光催化材料，其可以利用环境友好且绿色的光催化技术达到降解污染物的目的。设计该开放实验旨在培养学生的综合能力，让学生熟练实验基本技能，熟练数据处理技巧，提高分析数据的能力，增强理论学习的实用性，为学生以后搞科研、写论文、工作打下良好基础。

第11篇

关键词：创新；研究生；课程教学；改革与实践

作者简介：刘锁兰（1980-），女，江苏泰州人，常州大学信息科学与工程学院，副教授。（江苏常州 213164）

基金项目：本文系常州大学教学研究课题“计算机科学与技术一级学科研究生课程体系建设的探讨”（课题编号：GJY11020020）、“计算机科学与技术专业实验教学体系的优化设计与实践”（课题编号：GJY12020056）、“合作式教学模式的研究与实践”（课题编号：GJY11020046）、常州科教城院校科研基金“常州科教城协同创新公共平台运行机制研究”（项目编号：K2012303）的研究成果。

中图分类号：G643.2 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）28-0132-02

研究生教育是国家创新体系中的重要组成部分，肩负着为国家培养高素质、高层次创新型人才的重任。研究生教育主要包括两个方面：一是课程教育，二是科研教育。研究生创新能力的培养应该贯穿研究生教育的整个过程，而课程学习作为研究生培养的重要环节，对研究生创新能力的培养起着至关重要的作用。

然而，当前研究生课程教学普遍不受重视，主要强调论文，学生只是为了满足学分要求而选课，教学和考核要求偏低；部分导师也轻视课程教学，要求学生尽早进实验室。学生在本科阶段主要是基础知识的学习和基本技能的培养，科研能力一般还比较薄弱，直接从事研究活动在知识面和科学思维能力方面尚显不足。而研究生课程教学正是其中的过渡阶段，实际上，通过课堂系统教学，可以使学生对一个研究领域有完整系统的认识，熟悉相关的研究方法和研究思路。通过不同课程的学习，可以了解不同领域的研究现状，便于学科领域的交叉和研究方向的拓展。一般课题组往往局限在较窄的研究方向，这些内容很难在研究工作中学习到，或者需要自己花费更多的时间和精力摸索。缺失了这部分的学习，学生的知识面往往较窄，科研思路局限性较大，对学生的后续发展不利。然而，在美国研究生教育中课程设置安排灵活性较大，都设置有一定数量的必修课和大量的选修课，非常重视学科渗透和文理交叉，以便使学生能够更好地进行专业转换和知识更新。除必修课程外，导师对其它课程的干预不多，研究生可独立地计划自己要学的课程，给研究生选课以更大的自主性。另外，跨学科培养已成为美国研究生教育的发展趋势。因此，加强课程学习不仅是我国研究生培养模式的要求，是对我国教育现状和研究生创新能力培养现实不足的弥补，还是国外研究生教育发展的共同趋势。

教学模式与方法的发展和实践经验表明，教学有法，法无定法，法贵在活。研究生课堂教学尤其要注重从学生实际出发，从课程特点出发，提高课堂教学有效性。具体而言可从改进教学计划、凝练教学内容、完善教学体系、优化教学方法、活用考核方式等方面入手，增强课堂教学自身活力，提高教学质量。

一、改进教学计划

教学计划是规定研究生教育培养目标和培养方式的提纲性文件。科学的教育计划应该把理论知识、实践能力有机地协调组织起来。目前的研究生课程设置中，总学分要求约30学分，公共课程（英语和政治）8学分左右，专业必修课10学分左右，专业选修课10学分左右，讲座2学分。专业必修课一般讲述专业领域基础理论的最新发展，专业选修课为各分支领域的发展情况，一般根据学校教师的研究方向选定，不同学校各有侧重。这样，研究生学习专业课程一般为8门左右，必修、选修各半。如何在这样的课程体系下既顾及学生的专业宽度和学科交叉，不至于每个领域都是浅尝辄止，浮于表面，又兼顾博与专，这是计划制定时必须考虑的问题。一种比较有效的方法是把课程按领域的临近程度划分模块，每个模块有基础类（先修）和应用类（选修）课程。由于学科领域交叉，不同模块可能有课程重叠。规定学生选择两至三个模块，每个模块包含学习基础课程和1～2门应用类课程。这样可以保证学生涉足不同领域，同时对所学领域的理论基础和研究方法都有所了解，便于以后在该领域的发展。例如，常州大学高分子化学与物理专业主要有聚合物分子设计、功能高分子、高分子加工三个研究方向，即可设置三个课程模块，聚合物分子设计以高等高分子化学为基础，包含聚合物结构设计、超分子化学、光谱波谱等一系列课程；功能高分子以现代有机合成为基础，包含材料表界面、纳米材料、生物高分子材料等一系列课程；高分子加工以聚合物结构与性能为基础，包含聚合物共混原理、聚合物反应性加工进展、聚合物流变学等一系列课程。除此之外，聘请企业和研究机构的专家学者举办各种讲座，可以拓宽研究生的眼界，作为课程教学的重要补充。

二、凝练教学内容

研究生课程相比本科课程更为深入，涉及面更宽，内容更为繁杂。例如，高分子化学中自由基聚合仅需掌握普通自由基聚合的原理即可，而高等高分子化学中涉及可控自由基聚合，就需要掌握iniferter、氮氧稳定自由基聚合、原子转移自由基、基团转移聚合、可逆加成断裂链转移聚合等一系列聚合反应原理。功能高分子课程如果作为本科课程，一般仅要求对各类功能高分子的结构和功能性有一般性的了解即可，而作为研究生课程，则会要求掌握其制备方法及作用原理等更深层次的内容。因此，如何在有限的授课时间达到更好的教学效果，是每个教师需要认真考虑的问题。满堂灌的方法肯定收效甚微，研究生应具有更强的自学能力，而课堂讲授内容应对学生自学起到引导作用和示范作用。所以，教师对教学内容应加以凝练，相同或相似内容选择重点，进行启发式教学，引导学生通过比较和模仿进行自主学习。

三、完善教学体系

完整的课程教学体系应包括教学和反馈机制，并且应是过程化和常态化的，而非一次性反馈。研究生课程多为小班教学，教师接触学生机会较多，更便于经常倾听学生想法，了解学生对课程内容掌握的情况，以及对课程领域的兴趣和看法。多收集这方面的信息，便于教师因材施教，随时调整授课内容的侧重点和授课方法（由于专业课程，尤其是前沿科学发展变化很快，研究生课程对课程大纲限制较松，教师自主性可以得到较充分发挥）。

四、优化教学方法

研究生教学应凸现科学研究思路和方法的培养，而目前很多研究生课程（尤其是专业基础课）仍沿用本科教学模式，重视理论体系的传授，而忽视创新方法的培养。这也是很多导师认为研究生课程效果不大，可有可无的重要原因。在这方面，从国外的教学模式可以得到一些启发。例如，英国曼彻斯特大学研究生课程都不设统一或规定教材，包含讲授课（lecture）+讨论课（tutorial）两种形式，比例差不多各占一半，讲授课就某个专题作简单全面的指引，并列出主要参考文献，由学生自己课下学习，再分组讨论交流。目前国内热衷于出版教材，而教材的使用对于研究生教学有利有弊，虽然可以使课程内容更加严谨完善，但却增加教师和学生对教材的依赖性，丧失了自行对原始文献归纳总结和分析的机会，导致很多研究生在进入课题研究阶段之后很长时间内，文献阅读和分析的能力还很薄弱。教材或讲授内容过细，学生的思维能力发展也会受到制约。因此，研究生课程教学应重视原始文献。这样，一方面可以使学生接触到最新的研究成果，另一方面可以锻炼学生的文献阅读和分析能力，进而掌握科学研究的思路和方法。

五、活用考核方式

进行教学评价，是实现全面管理和指导基层改革与发展的重要手段，同时也是大力推进研究生教育、教学改革与管理改革的有力举措。研究生课程有其特殊性，课程比本科深，而学生基础差异很大，尤其一些交叉学科领域课程更是如此。因此，对研究生评价要因人而异，因课程而异，不以卷面考试成绩为唯一依据，要考虑实践环节和实际能力。例如，可以通过专题讨论的方式，根据个人在专题讨论中的表现来考核。这样，每个学生可以选择和自己专业方向更接近或更感兴趣的内容，这样相对更为公平，也更加能够体现学生的科研能力。

六、结语

我国的研究生培养已具规模，必须根据研究生的特点，强调研究能力的培养目标，注重研究生学习自主性、能动性以及分析问题和解决问题能力的培养，加快研究生教育模式的改革和创新，切实提高研究生的培养质量，实现研究生的培养目标。

参考文献：

[1]宣兆龙，李慧.提高研究生课程教学有效性的三个关键环节[J].长春理工大学学报，2011，（24）：121-122.

[2]余峰.基本创新能力的研究生培养模式改革研究[D].武汉：华中师范大学，2009

[3]唐忠顺.基于可持续发展理念的研究生课程教学改革[J].中国电力教育，2012，（34）：148-149.

[4]董永平.学位课程教学过程中研究生创新能力的培养[J].安徽工业大学学报，2011，（28）：108-109.

第12篇

《大学化学》课程的积极性兴趣既是学习的最好老师。能否将学生自然地引入到材料化学专业的学习中来，让学生感受到材料化学的魅力，教师上好前言课可以说至关重要。新生上第一门专业基础课时，一般都充满好奇与渴望。教师若照本宣科、泛泛而谈，学生只能按图索骥，被动接受教材上的受死知识，他们大多兴味索然甚至大失所望。教师若能独辟蹊径，借助多媒体优势，向学生合理展示人类自古至今、特别是近年来材料科学界发展的新成就，如金刚石、宝石、发光材料、功能奇异的C60、N60、C90(目前报道的最小的碳纳米管［3］)、N70、碳纳米管，无机超分子，原子簇化合物，无机功能材料(如功能配合物、无机纳米新材料与功能材料)，纳米陶瓷、磁性、催化剂、气敏及传感材料等。事实上，这些五彩缤纷、性能奇特、形貌特异的材料大多可通过即将学习的《大学化学》课程的相关知识来制备、合成，而并不是遥不可及、的高端技术。通过这种方式，则深深吸引学生的目光，能激发学生学习的兴趣。学生因此也能了解学习好《大学化学》课程的重要性，进而增强对材料化学专业学习的责任感和信心。在各章节的教学过程中，教师都应把其相关知识点与材料的合成、性能研究等密切联系起来。比如，在学习晶体结构部分的知识时，我们在这一块的讲授就与其他专业的授课明显不同，尽可能地把常见晶体(如NaCl、CsCl、ZnS、CaF2、K2S、CaTiO3、TiO2、Al2O3、MgAl2O4、Fe3O4、Co3O4、AgCl、AgI等)的晶体类别、空间结构等向学生讲解阐述清楚，为其学习常见无机化合物、无机材料打下坚实的基础。

2突破传统的教学理念与方法，夯实理论基础

讲授法教学仍然是目前多数课程所用的最基本的教学方式，具有一定的优势，即教师能连贯地向学生传授基础知识，并配合其它方法，可将基本概念、基本原理及相关课程知识传授给学生。教授法运用得当，不仅能将讲授内容系统、科学而准确地传递给学生，而且还能很好地突显讲授内容的重点和难点。然而，实际教学过程中若自始至终均采用这一方法，学生极易疲劳，产生厌倦甚至烦躁的心理。事实上，有些教师一直喜欢满堂灌和填鸭式教学，教师在课堂上洋洋洒洒、痛痛快快地大讲特讲，却完全忽略了学生作为教学主体的作用。这种教学，只是教师知识的倾泻，而不是传授，其结果是教师教得非常累，学生听得更累，因而教学效果往往显得特别差。在近几年材料化学专业的学生对《大学化学》课程的授课评价中我们可以清楚地看到，学生对那些采取满堂灌式教学的教师微词颇多，普遍要求采用灵活多样的教学方法，要充分激发学生学习的积极性。在我系《大学化学》课程教学团队中，我们都十分重视教学理念的转变、更新和教学方法的改革。我们都视其为课程能否鲜活生动的源泉。首先，我们确立了以学生学习为中心的教学观念，以学生最大程度掌握好专业基础知识为目标。如果把教师作为工程师或技术工人，那么学生将可看成为其加工的“产品”。“产品”质量的优劣，能否赢得市场，是检验作为教师教学质量是否合格的标准。要做到这一点，必须对学生进行科学合理地训练和培养。因此，在课堂教学上，教师要积极引导，在十分融洽的环境下合理有序地向学生传授知识，并能激起学生的求知欲，使其在课后有进一步跟踪并深入研究的渴望。其次，为更好地传授知识，改革教学方法，要采用灵活多样、切实可行的教学方法，使学生以最直接、最有效的方式获得知识。比如，在课前，教师要布置任务，设置问题，引导学生进行预习，通过多种途径了解有关课题的成就以及最新发展动态，以吸引学生的注意力，让其对所学内容产生浓厚的兴趣。在课堂上，以多媒体教学为主，必需的板书为辅;以探讨和学生参与教学作为主线，以教师补充和更正作为辅线;以经典基础知识的教学和实际应用为主要教学内容，以相关科学前沿知识的穿插为辅助内容。课后，学生以完成经典题目作业为主要巩固课程内容的方式，以查阅相关知识，进行实验和撰写课程小论文来扩大视野，等等。《大学化学》课程理论众多，在有限的课时里让学生牢固掌握众多理论，难度较大。我们主要通过精选教学内容，采用精讲、精练的方式，理论与实际相结合，科学前沿介绍与教师的科研课题相结合，深入简出，形象生动地向学生进行传授。通过具体的材料合成与应用示例，夯实基础理论，加深《大学化学》与材料化学之间的联系，使学生产生强烈的欲望和浓厚的兴趣。

3转变课程的管理机制

课程管理机制的建立与课程改革相适应，课程管理机制的优劣将直接关系到课程教学质量。课程改革的深入开展应是课程教学管理的核心内容，我们应积极探索新的教学理念，大力开展创新教育，逐步推进教学新模式的转变，确保教学质量的提高。第一，我们要求《大学化学》课程教师都要进行教学研究，特别注重课堂教学、教学内容、教学模式以及教学细节方面的探索与研究。通过对课堂教学过程、特别是教学细节等方面的研究，让教师更加重视教学规律。第二，加强课堂教学的诚信教育和情感交流，培养师生感情，帮助学生正确掌握求知观，不仅要培养学生的道德情操和知识品德，还要增进学生服务于社会的意识和责任感。第三，不断转变教学方式，由封闭式教学向开放式教学转变，由单向式教学向双向式教学转变。第四，教师要转变自己的角色，尽快由“教书匠”转变为“研究者”，由知识的“储备者”向知识的“传播者”转变。教师要经常进行反思，逐步实现深层次创新，使自己成为一个教学理念、教学实践的开拓者和研究者，崇尚科学，崇尚学术。第五，加强课堂教学的监督机制。我们主要通过教学督导、教研室听课与评教、院领导随机听课以及学生期中进行教学评价等方式来提高课堂教学的管理与监督机制。第六，加强课程学习的奖惩机制。对本课程学习比较优秀的学生应及时进行表扬、鼓励甚至奖励，树立模范。对那些不爱学习、偷懒疲沓的学生要及时教育、激励以及必要的课程惩罚，如阅读几篇科学论文，撰写小论文等。

4加大学生实践与创新能力的培养

创新是关乎国家和民族昌盛兴旺的灵魂和永不衰竭的动力源泉。创新人才的培养是大学教育义不容辞的责任。当代大学生创新人才的培养可以分为创新能力和创业素质的训练两个部分。《大学化学》作为专业基础学科，在大学生创新能力培养方面具有更重要的基础性作用，是其他学科无可替代的。因此，结合我系材料化学专业近几年的发展，通过《大学化学》课程的教学与实践，主要在以下几个方面实施对大学生创新能力大力进行培养。(1)教师首先要有创新意识和创新实践活动。通过教师教研和科研课题的申报与立项，教学改革的实施，教学方法的改进，教师进行各种形式的进修，通过指导学生申报课题项目，引导学生参与科学研究。带领大学生参与各种竞赛，领导学生直接服务于社会等，切实提高教师的创新意识和实践活动。(2)精选并优化教学内容，使教学内容更加系统化、科学化。将大学化学课程中无机化学与化学分析中的相关知识紧密结合起来，尽量节省课时。(3)加大基础实验的权重，增设综合性、设计性实验和开放性实验。(4)教师进行课题讲座，通过专题研究，加强《大学化学》课程与专业学习的联系。同时，挑选一些能力较强的学生在课堂上进行小专题报告，培养和锻炼学生进行理论交流的能力。(5)积极邀请学生参与教师课题组或科研课题中来。让学生参与教师的课题研究，不仅使学生了解科研的一般途径，更重的是培养了学生的科研意识和素质，能使学生在进行课程学习时不自觉地提高了科学分辩和吸收的能力。

5结语

第13篇

关键词：药学英语构词法应用

药学专业英语是药学专业的选修课，为了适应以后研发、生产、管理、服务、对外交流等岗位的工作需要，作为药学专业的学生，应该将药学英语作为学习专业的工具，通过阅读相关专业英文资料或文献等方式来提高自身专业水平，开阔专业视野。在药学专业英语教学过程中，我发现药学专业英语词汇量大，且难以记忆。因此研究药学英语词汇的结构，有助于我们掌握其构词的规律性，并且从一些简单而且容易记忆的词汇开始，更好地理解专业词汇在药学专业中的应用。

在药学专业英语讲授中，药学本科院校使用的教材大多是胡延熹主编的《药学英语》（第三版）［1］，该教材按药学专业学科的特点分成很多章节，例如药物化学、药物分析、药剂学、药理学，等等，再按照学科的不同选取几篇文章进行讲述，其中专业词汇、专业术语、英文句子组成及英文句子的理解翻译为教学过程中的核心内容。而根据药学英语课时，以及其所列文章的类型，其中专业词汇又属于重中之重，因此我在课堂讲授中归纳总结出药学专业英语的一些构词方法，在课堂讲授中通过重点专业词汇的构词分析，使辨识、记忆单词的过程简化，希望对药学专业英语教学起到一定的借鉴作用。

一、常见前缀在药学英语构词法中的应用

1.前缀haplo-，mono-，uni-在构词法中的应用

haplo-，mono-，uni-在专业英语中表示单，一，独。例如haploid（单倍体），monoxide（一氧化碳），monoatomic（单原子的），monomer（单体），monoclonal antibody（单克隆抗体）等。

2.前缀hex-，hexa-，sex-在构词法中的应用

hex-，hexa-，sex-在专业英语中表示六。例如hexose（己糖），hexapod（六足动物），hexapoda（昆虫纲），hexamer（六聚体）等。

3.前缀chrom-在构词法中的应用

chrom-在专业英语中表示颜色。例如chromophore（生色团），chromosome（染色体），chromatography（色谱法）等。

4.前缀melan-，melano-，nigr-在构词法中的应用

melan-，melano-，nigr-在专业英语中表示黑。例如melanoma（黑素瘤），melanin（黑色素），melanophore（黑色素细胞）等。

5.前缀xantho-，flavo-，fla-，flavi-，lute-在构词法中的应用

xantho-，flavo-，fla-，flavi-，lute-在专业英语中表示黄。例如xanthophyl（叶黄素），xanthous（黄色的，黄色人种），xanthine（黄嘌呤），flavin（黄素），flavone（黄酮），letein（黄体素，叶黄素），flavin adenine dinucleotide（FAD）（黄素腺嘌呤二核苷酸）等。

6.前缀endo-，ento-在构词法中的应用

endo-，ento-在专业英语中表示内，在内。例如endocrine（内分泌），endocytosis（胞吞作用），endogamy（近亲繁殖），endolysin（内溶素），entoderm（内胚层）等。

7.前缀sub-，suc-，suf-，sug-在构词法中的应用

sub-，suc-，suf-，sug-在专业英语中表示下，低，小。例如suborder（亚目），submucosa（黏膜下层），subclone（亚克隆），subcellular（亚细胞），subsection（小节，分部）等。

8.前缀super-，supra-在构词法中的应用

super-，supra-在专业英语中表示上，高，超。例如superconductor（超导体），superfluid（超流体），superoxide（超氧化物），supramolecular（超分子的）等。

9.前缀hyper-在构词法中的应用

hyper-在专业英语中表示超过，过多，高。例如hypersensitive（过敏的），hyperelastic（超弹性的），hypertension（高血压），hyperploid（超倍体），hypertonic（高渗透压的，高渗的）等。

10.前缀hypo-在构词法中的应用

hypo-在专业英语中表示下，低，次。例如hypoglycaemia（低血糖），hypotension（低血压），hypophysis（脑下垂体），hypoglycemics（降糖药）等。

11.前缀iso-在构词法中的应用

iso-在专业英语中表示等，相同，同。例如iso-osmotic（等渗的），isopod（等足目动物），isotope（同位素），isotonicity（等张性），isoelectric point（等电点）等。

12.前缀ultra-在构词法中的应用

ultra-在专业英语中表示超。例如ultra-acoustics（超声学），ultra-structure（超微结构），ultroviolet（紫外线），ultrafiltration（超滤），ultramicroscope（超显微镜）等。

13.前缀ren-，nephr-在构词法中的应用

ren-，nephr-在专业英语中表示肾。例如adrnal（肾上腺的），nephridia（肾管），nephron（肾单位）等。

14.前缀card-，cord-在构词法中的应用

card-，cord-在专业英语中表示心。例如cardiotoxin（心脏毒素），cardiovascular center（心血管中枢），electrocardiogram（心电图），concord（一致，和谐）等。

15.前缀ophthalm-，ocell-，ocul-在构词法中的应用

ophthalm-，ocell-，ocul-在专业英语中表示眼。例如ophthalmology（眼科学），ophthalmia（眼炎），ophthalmologist（眼科专家）等。

16.前缀hepa-，hepat-在构词法中的应用

hepa-，hepat-在专业英语中表示肝。例如heparin（肝素），hepatopancreas（肝胰腺），hepatocyte（肝细胞），hepatoma（肝癌）等。

二、常见后缀在药学英语构词法中的应用

1.后缀-itis在构词法中的应用

-itis在专业英语中表示炎，炎症。例如gastritis（胃炎），pulmonitis（肺炎），myocarditis（心肌炎），appendicitis（阑尾炎），arthritis（关节炎），bronchitis（支气管炎）等。

2.后缀-cyte在构词法中的应用

-cyte在专业英语中表示细胞。例如endotheliocyte（内皮细胞），leucocyte（白细胞），monocyte（单核细胞）等。

3.后缀-lysis在构词法中的应用

-lysis在专业英语中表示溶解，分离，病势减退，溶化，分解，溶菌。例如hematolysis（溶血作用），angiolysis（血管破坏），cell lysis（细胞溶菌作用），chondrodialysis（软骨分离），dealysis（透析）等。

4.后缀-rrhea在构词法中的应用

-rrhea在专业英语中表示溢出，流出。例如diarrhea（腹泻），hypermenorrhea（月经过多）（meno-月经），rhinorrhea（鼻漏），baptothecorrhea（阴道液溢、妇女淋病）等。

5.后缀-pnea在构词法中的应用

-pnea在专业英语中表示呼吸。例如tachypnea（呼吸急促），platypnea，thermopolypnea，bathypnea（深呼吸），brachypnea（呼吸浅短），bradypnea（呼吸缓慢、呼吸过慢），bromopnea（口臭）等。

6.后缀-oma在构词法中的应用

-oma在专业英语中表示瘤，块。例如lymphoma（淋巴瘤），adenoma（腺瘤），hematoma（血肿），ameboma（阿米巴瘤），ameloblastic sarcoma（成釉细胞肉瘤），anthracoma（痈）等。

7.后缀-（a）emia在构词法中的应用

-（a）emia在专业英语中表示血症。例如leukemia（白血病），septicemia（败血症），bacteriemia（菌血症），acalcaemia（缺钙血），aglycaemia（血糖缺乏）等。

8.后缀-plegia在构词法中的应用

-plegia在专业英语中表示麻痹，瘫，瘫痪。例如hemiplegia（偏瘫），paraplegia（截瘫），monoplegia（单瘫），diplegia（两侧瘫痪、双瘫），anisocycloplegia（睫状肌麻痹（反应）不等），bronchoplegia（支气管麻痹），cardiaplegia（心麻痹，心瘫痪），cephaloplegia（头面肌麻痹、头面肌瘫痪），facioplegia（面神经麻痹、面瘫）等。

9.后缀-megaly在构词法中的应用

-megaly在专业英语中表示巨大症。例如hepatomegaly（肝肿大），splenomegaly（脾肿大），acromegaly（肢端肥大症），adrenomegaly（肾上腺（增）大），cardiohepatomegaly（心肝肿大），enteromegaly（巨肠）等。

10.后缀-ate在构词法中的应用

-ate在专业英语中表示产物，酸根，酸盐或酯。例如autolyzate（自溶产物），nitrate（硝酸盐），formate（甲酸盐），polysorbate（聚山梨酯），silicate（硅酸盐），arabate（阿拉伯酸盐、阿拉伯酸酯）等。

11.后缀-phile在构词法中的应用

-phile在专业英语中表示亲，好，喜，适。例如hydrophile（亲水），lipophile（亲油），acidophile（嗜酸细胞、嗜酸菌），amphiphile（两亲化合物、两亲物、亲水脂分子），anilinophile（嗜苯胺体），azurophile（嗜苯胺蓝细胞），barophile（嗜压微生物）等。

12.后缀-cide在构词法中的应用

-cide在专业英语中表示杀。例如acaricide（杀疥虫剂、杀螨剂），adulticide（杀成虫剂），algaecide（杀藻剂、灭藻剂），amebacide（杀阿米巴的、杀阿米巴药），ascaricide（杀蛔虫剂），bactaicide（杀细菌剂），bioinsecticide（生物杀虫剂）等。

13.后缀-gen在构词法中的应用

-gen在专业英语中表示发生、原。例如antigen（抗原），alexofixagen（补体结合抗原），ascorbigen（抗坏血酸原），automutagen（自身诱变剂、自身突变原），catalysagen（催化剂原），fibrinogen（纤维蛋白原）等。

14.后缀-fication在构词法中的应用

-fication在专业英语中表示化。例如calcification（钙化、骨化），acidification（酸化（作用）、酸化），caseification（干酪化，干酪性坏死），corkification（木栓化），lucidification（清明化、透明化），mucification（粘液化），rigidification（固化）等。

三、构词法学习的作用

构词法的学习可快速掌握药学专业英语词汇，简化记单词的难度。词汇是英语最基本的要素，掌握专业词汇也是学习专业英语的基础。药学专业英语的词汇量很大，如果强行记忆，学生的压力会很大而且难以记忆。在众多的英语词汇中，有些单词的记忆，是有规律可循的。因此一些单词可以引入一些词缀的知识，而这些词缀单词又短，容易记忆，然后在词缀的基础上进行单词的延伸。比如片剂辅料中粘合剂的一组词：carbo-表示“碳”，methyl-表示“甲基”，propyl-表示“丙基”，-ose表示“糖”，hydro-表示“氢”，oxy-表示“氧”，这样，“carboxymethylcellulose”就是“羧甲基纤维素”，“hydroxypropylcellulose”就是“羟丙基纤维素”，“methylcellulose”为“甲基纤维素”的意思。再比如对于一些词缀还有词性方面的变化，例如-phile亲，好，喜，适，应该为一个名词的词缀，-philic变成一个形容词的词缀，因此hydrophile（亲水），lipophile（亲油）应为名词，hydrophilic（亲水的），lipophilic（亲油的），lyophic（亲液的）应为形容词。还可以对于一些汉语里认为的有相反或相对的意思，而且在英文里有词缀有相似的也可以放到一块儿记忆，比如承接前一个例子，-phobic（疏，厌），hydrophobic（疏水的）。抓住了单词的构词规律，从一些简单单词开始，记单词就是很轻松的事情。

善于归纳总结，通过归纳总结，增强词汇的记忆力，帮助随时从大脑反馈所需信息，为专业英语学习打下扎实的基础。对于今后药学方面学生的对外交流工作和外文资料阅读及撰写工作提供较大的理论和实践应用价值。

第14篇

关键词微电子技术集成系统微机电系统DNA芯片

1引言

综观人类社会发展的文明史，一切生产方式和生活方式的重大变革都是由于新的科学发现和新技术的产生而引发的，科学技术作为革命的力量，推动着人类社会向前发展。从50多年前晶体管的发明到目前微电子技术成为整个信息社会的基础和核心的发展历史充分证明了“科学技术是第一生产力”。信息是客观事物状态和运动特征的一种普遍形式，与材料和能源一起是人类社会的重要资源，但对它的利用却仅仅是开始。当前面临的信息革命以数字化和网络化作为特征。数字化大大改善了人们对信息的利用，更好地满足了人们对信息的需求；而网络化则使人们更为方便地交换信息，使整个地球成为一个“地球村”。以数字化和网络化为特征的信息技术同一般技术不同，它具有极强的渗透性和基础性，它可以渗透和改造各种产业和行业，改变着人类的生产和生活方式，改变着经济形态和社会、政治、文化等各个领域。而它的基础之一就是微电子技术。可以毫不夸张地说，没有微电子技术的进步，就不可能有今天信息技术的蓬勃发展，微电子已经成为整个信息社会发展的基石。

50多年来微电子技术的发展历史，实际上就是不断创新的过程，这里指的创新包括原始创新、技术创新和应用创新等。晶体管的发明并不是一个孤立的精心设计的实验，而是一系列固体物理、半导体物理、材料科学等取得重大突破后的必然结果。1947年发明点接触型晶体管、1948年发明结型场效应晶体管以及以后的硅平面工艺、集成电路、CMOS技术、半导体随机存储器、CPU、非挥发存储器等微电子领域的重大发明也都是一系列创新成果的体现。同时，每一项重大发明又都开拓出一个新的领域，带来了新的巨大市场，对我们的生产、生活方式产生了重大的影响。也正是由于微电子技术领域的不断创新，才能使微电子能够以每三年集成度翻两番、特征尺寸缩小倍的速度持续发展几十年。自1968年开始，与硅技术有关的学术论文数量已经超过了与钢铁有关的学术论文，所以有人认为，1968年以后人类进入了继石器、青铜器、铁器时代之后硅石时代（siliconage）〖1〗。因此可以说社会发展的本质是创新，没有创新，社会就只能被囚禁在“超稳态”陷阱之中。虽然创新作为经济发展的改革动力往往会给社会带来“创造性的破坏”，但经过这种破坏后，又将开始一个新的处于更高层次的创新循环，社会就是以这样螺旋形上升的方式向前发展。

在微电子技术发展的前50年，创新起到了决定性的作用，而今后微电子技术的发展仍将依赖于一系列创新性成果的出现。我们认为：目前微电子技术已经发展到了一个很关键的时期，21世纪上半叶，也就是今后50年微电子技术的发展趋势和主要的创新领域主要有以下四个方面：以硅基CMOS电路为主流工艺；系统芯片（SystemOnAChip，SOC）为发展重点；量子电子器件和以分子（原子）自组装技术为基础的纳米电子学；与其他学科的结合诞生新的技术增长点，如MEMS，DNAChip等。

221世纪上半叶仍将以硅基CMOS电路为主流工艺

微电子技术发展的目标是不断提高集成系统的性能及性能价格比，因此便要求提高芯片的集成度，这是不断缩小半导体器件特征尺寸的动力源泉。以MOS技术为例，沟道长度缩小可以提高集成电路的速度；同时缩小沟道长度和宽度还可减小器件尺寸，提高集成度，从而在芯片上集成更多数目的晶体管，将结构更加复杂、性能更加完善的电子系统集成在一个芯片上；此外，随着集成度的提高，系统的速度和可靠性也大大提高，价格大幅度下降。由于片内信号的延迟总小于芯片间的信号延迟，这样在器件尺寸缩小后，即使器件本身的性能没有提高，整个集成系统的性能也可以得到很大的提高。

自1958年集成电路发明以来，为了提高电子系统的性能，降低成本，微电子器件的特征尺寸不断缩小，加工精度不断提高，同时硅片的面积不断增大。集成电路芯片的发展基本上遵循了Intel公司创始人之一的GordonE．Moore1965年预言的摩尔定律，即每隔三年集成度增加4倍，特征尺寸缩小倍。在这期间，虽然有很多人预测这种发展趋势将减缓，但是微电子产业三十多年来发展的状况证实了Moore的预言[2]。而且根据我们的预测，微电子技术的这种发展趋势还将在21世纪继续一段时期，这是其它任何产业都无法与之比拟的。

现在，0．18微米CMOS工艺技术已成为微电子产业的主流技术，0．035微米乃至0．020微米的器件已在实验室中制备成功，研究工作已进入亚0．1微米技术阶段，相应的栅氧化层厚度只有2．0～1．0nm。预计到2010年，特征尺寸为0．05～0．07微米的64GDRAM产品将投入批量生产。

21世纪，起码是21世纪上半叶,微电子生产技术仍将以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术为主流。尽管微电子学在化合物和其它新材料方面的研究取得了很大进展；但还不具备替代硅基工艺的条件。根据科学技术的发展规律，一种新技术从诞生到成为主流技术一般需要20到30年的时间，硅集成电路技术自1947年发明晶体管1958年发明集成电路,到60年代末发展成为大产业也经历了20多年的时间。另外，全世界数以万亿美元计的设备和技术投入，已使硅基工艺形成非常强大的产业能力；同时，长期的科研投入已使人们对硅及其衍生物各种属性的了解达到十分深入、十分透彻的地步，成为自然界100多种元素之最，这是非常宝贵的知识积累。产业能力和知识积累决定了硅基工艺起码将在50年内仍起重要作用，人们不会轻易放弃。

目前很多人认为当微电子技术的特征尺寸在2015年达到0．030～0．015微米的“极限”之后，将是硅技术时代的结束，这实际上是一种误解。且不说微电子技术除了以特征尺寸为代表的加工工艺技术之外，还有设计技术、系统结构等方面需要进一步的大力发展，这些技术的发展必将使微电子产业继续高速增长。即使是加工工艺技术，很多著名的微电子学家也预测，微电子产业将于2030年左右步入像汽车工业、航空工业这样的比较成熟的朝阳工业领域。即使微电子产业步入汽车、航空等成熟工业领域，它仍将保持快速发展趋势，就像汽车、航空工业已经发展了50多年仍极具发展潜力一样。

随着器件的特征尺寸越来越小，不可避免地会遇到器件结构、关键工艺、集成技术以及材料等方面的一系列问题，究其原因，主要是：对其中的物理规律等科学问题的认识还停留在集成电路诞生和发展初期所形成的经典或半经典理论基础上，这些理论适合于描述微米量级的微电子器件，但对空间尺度为纳米量级、空间尺度为飞秒量级的系统芯片中的新器件则难以适用；在材料体系上，SiO2栅介质材料、多晶硅／硅化物栅电极等传统材料由于受到材料特性的制约，已无法满足亚50纳米器件及电路的需求；同时传统器件结构也已无法满足亚50纳米器件的要求，必须发展新型的器件结构和微细加工、互连、集成等关键工艺技术。具体的需要创新和重点发展的领域包括：基于介观和量子物理基础的半导体器件的输运理论、器件模型、模拟和仿真软件，新型器件结构，高k栅介质材料和新型栅结构，电子束步进光刻、13nmEUV光刻、超细线条刻蚀，SOI、GeSi／Si等与硅基工艺兼容的新型电路，低K介质和Cu互连以及量子器件和纳米电子器件的制备和集成技术等。

3量子电子器件（QED）和以分子原子自组装技术为基础的纳米电子学将带来崭新的领域

在上节我们谈到的以尺寸不断缩小的硅基CMOS工艺技术，可称之为“scalingdown”，与此同时我们必须注意“bottomup”。“bottomup”最重要的领域有二个方面：

(1)量子电子器件（QED—QuantumElectronDevice）这里包括单电子器件和单电子存储器等。它的基本原理是基于库仑阻塞机理控制一个或几个电子运动，由于系统能量的改变和库仑作用，一个电子进入到一个势阱，则将阻止其它电子的进入。在单电子存储器中量子阱替代了通常存储器中的浮栅。它的主要优点是集成度高；由于只有一个或几个电子活动所以功耗极低；由于相对小的电容和电阻以及短的隧道穿透时间，所以速度很快；且可用于多值逻辑和超高频振荡。但它的问题是制造比较困难，特别是制造大量的一致性器件很困难；对环境高度敏感，可靠性难以保证；在室温工作时要求电容极小（αF），要求量子点大小在几个纳米。这些都为集成成电路带来了很大困难。

因此，目前可以认为它们的理论是清楚的，工艺有待于探索和突破。

(2)以原子分子自组装技术为基础的纳米电子学。这里包括量子点阵列（QCA—Quantum－dotCellularAutomata)和以碳纳米管为基础的原子分子器件等。

量子点阵列由量子点组成，至少由四个量子点,它们之间以静电力作用。根据电子占据量子点的状态形成“0”和“1”状态。它在本质上是一种非晶体管和无线的方式达到阵列的高密度、低功耗和实现互连。其基本优势是开关速度快，功耗低，集成密度高。但难以制造，且对值置变化和大小改变都极为灵敏，0．05nm的变化可以造成单元工作失效。

以碳纳米管为基础的原子分子器件是近年来快速发展的一个有前景的领域。碳原子之间的键合力很强，可支持高密度电流，而热导性能类似于金刚石，能在高集成度时大大减小热耗散，性质类金属和半导体，特别是它有三种可能的杂交态，而Ge、Si只有一个。这些都使碳纳米管（CNT）成为当前科研热点，从1991年发现以来，现在已有大量成果涌现，北京大学纳米中心彭练矛教授也已制备出0．33纳米的CNT并提出“T形结”作为晶体管的可能性。但是问题是如何去生长有序的符合设计性能的CNT器件，更难以集成。

目前“bottomup”的量子器件和以自组装技术为基础的纳米器件在制造工艺上往往与“Scalingdown”的加工方法相结合以制造器件。这对于解决高集成度CMOS电路的功耗制约将会带来突破性的进展。

QCA和CNT器件不论在理论上还是加工技术上都有大量工作要做，有待突破，离开实际应用还需较长时日！但这终究是一个诱人探索的领域，我们期待它们将创出一个新的天地。

4系统芯片（SystemOnAChip）是21世纪微电子技术发展的重点

在集成电路（IC）发展初期，电路设计都从器件的物理版图设计入手，后来出现了集成电路单元库（Cell－Lib），使得集成电路设计从器件级进入逻辑级，这样的设计思路使大批电路和逻辑设计师可以直接参与集成电路设计，极大地推动了IC产业的发展。但集成电路仅仅是一种半成品，它只有装入整机系统才能发挥它的作用。IC芯片是通过印刷电路板（PCB）等技术实现整机系统的。尽管IC的速度可以很高、功耗可以很小，但由于PCB板中IC芯片之间的连线延时、PCB板可靠性以及重量等因素的限制，整机系统的性能受到了很大的限制。随着系统向高速度、低功耗、低电压和多媒体、网络化、移动化的发展，系统对电路的要求越来越高，传统集成电路设计技术已无法满足性能日益提高的整机系统的要求。同时，由于IC设计与工艺技术水平提高，集成电路规模越来越大，复杂程度越来越高，已经可以将整个系统集成为一个芯片。目前已经可以在一个芯片上集成108－109个晶体管，而且随着微电子制造技术的发展，21世纪的微电子技术将从目前的3G时代逐步发展到3T时代（即存储容量由G位发展到T位、集成电路器件的速度由GHz发展到灯THz、数据传输速率由Gbps发展到Tbps，注：1G=109、1T=1012、bps：每秒传输数据位数）。

正是在需求牵引和技术推动的双重作用下，出现了将整个系统集成在一个微电子芯片上的系统芯片（SystemOnAChip，简称SOC）概念。

系统芯片（SOC）与集成电路（IC）的设计思想是不同的，它是微电子设计领域的一场革命，它和集成电路的关系与当时集成电路与分立元器件的关系类似，它对微电子技术的推动作用不亚于自50年代末快速发展起来的集成电路技术。

SOC是从整个系统的角度出发，把处理机制、模型算法、芯片结构、各层次电路直至器件的设计紧密结合起来，在单个（或少数几个）芯片上完成整个系统的功能，它的设计必须是从系统行为级开始的自顶向下（Top－Down）的。很多研究表明，与IC组成的系统相比，由于SOC设计能够综合并全盘考虑整个系统的各种情况，可以在同样的工艺技术条件下实现更高性能的系统指标。例如若采用SOC方法和0．35μm工艺设计系统芯片,在相同的系统复杂度和处理速率下，能够相当于采用0．18～0.25μm工艺制作的IC所实现的同样系统的性能；还有，与采用常规IC方法设计的芯片相比,采用SOC设计方法完成同样功能所需要的晶体管数目约可以降低l～2个数量级。

对于系统芯片（SOC）的发展，主要有三个关键的支持技术。

（1）软、硬件的协同设计技术。面向不同系统的软件和硬件的功能划分理论（FunctionalPartitionTheory），这里不同的系统涉及诸多计算机系统、通讯系统、数据压缩解压缩和加密解密系统等等。

（2）IP模块库问题。IP模块有三种,即软核，主要是功能描述；固核，主要为结构设计；和硬核，基于工艺的物理设计、与工艺相关，并经过工艺验证过的。其中以硬核使用价值最高。CMOS的CPU、DRAM、SRAM、E2PROM和FlashMemory以及A／D、D／A等都可以成为硬核。其中尤以基于深亚微米的新器件模型和电路模拟为基础，在速度与功耗上经过优化并有最大工艺容差的模块最有价值。现在,美国硅谷在80年代出现无生产线（Fabless)公司的基础上，90年代后期又出现了一些无芯片（Chipless）的公司,专门销售IP模块。

（3）模块界面间的综合分析技术,这主要包括IP模块间的胶联逻辑技术（gluelogictechnologies）和IP模块综合分析及其实现技术等。

微电子技术从IC向SOC转变不仅是一种概念上的突破,同时也是信息技术新发展的里程碑。通过以上三个支持技术的创新,它必将导致又一次以系统芯片为主的信息技术上的革命。目前，SOC技术已经崭露头角，21世纪将是SOC技术真正快速发展的时期。

在新一代系统芯片领域，需要重点突破的创新点主要包括实现系统功能的算法和电路结构两个方面。在微电子技术的发展历史上,每一种算法的提出都会引起一场变革，例如维特比算法、小波变换等均对集成电路设计技术的发展起到了非常重要的作用,目前神经网络、模糊算法等也很有可能取得较大的突破。提出一种新的电路结构可以带动一系列的应用,但提出一种新的算法则可以带动一个新的领域,因此算法应是今后系统芯片领域研究的重点学科之一。在电路结构方面,在系统芯片中，由于射频、存储器件的加入，其中的电路结构已经不是传统意义上的CMOS结构，因此需要发展更灵巧的新型电路结构。另外，为了实现胶联逻辑（GlueLogic）新的逻辑阵列技术有望得到快速的发展,在这一方面也需要做系统深入的研究。

5微电子与其他学科的结合诞生新的技术增长点

微电子技术的强大生命力在于它可以低成本、大批量地生产出具有高可靠性和高精度的微电子结构模块。这种技术一旦与其它学科相结合,便会诞生出一系列崭新的学科和重大的经济增长点，这方面的典型例子便是MEMS（微机电系统）技术和DNA生物芯片。前者是微电子技术与机械、光学等领域结合而诞生的，后者则是与生物工程技术结合的产物。

微电子机械系统不仅是微电子技术的拓宽和延伸,它将微电子技术和精密机械加工技术相互融合，实现了微电子与机械融为一体的系统。MEMS将电子系统和外部世界联系起来，它不仅可以感受运动、光、声、热、磁等自然界的外部信号，把这些信号转换成电子系统可以认识的电信号，而且还可以通过电子系统控制这些信号，发出指令并完成该指令。从广义上讲，MEMS是指集微型传感器、微型执行器、信号处理和控制电路、接口电路、通信系统以及电源于一体的微型机电系统。MEMS技术是一种典型的多学科交叉的前沿性研究领域，它几乎涉及到自然及工程科学的所有领域，如电子技术、机械技术、光学、物理学、化学、生物医学、材料科学、能源科学等〖3〗。

MEMS的发展开辟了一个全新的技术领域和产业。它们不仅可以降低机电系统的成本，而且还可以完成许多大尺寸机电系统所不能完成的任务。正是由于MEMS器件和系统具有体积小、重量轻、功耗低、成本低、可靠性高、性能优异及功能强大等传统传感器无法比拟的优点,因而MEMS在航空、航天、汽车、生物医学、环境监控、军事以及几乎人们接触到的所有领域中都有着十分广阔的应用前景。例如微惯性传感器及其组成的微型惯性测量组合能应用于制导、卫星控制、汽车自动驾驶、汽车防撞气囊、汽车防抱死系统（ABS）、稳定控制和玩具；微流量系统和微分析仪可用于微推进、伤员救护；信息MEMS系统将在射频系统、全光通讯系统和高密度存储器和显示等方面发挥重大作用；同时MEMS系统还可以用于医疗、光谱分析、信息采集等等。现在已经成功地制造出了尖端直径为5μm的可以夹起一个红细胞的微型镊子，可以在磁场中飞行的象蝴蝶大小的飞机等。

MEMS技术及其产品的增长速度非常之高，目前正处在技术发展时期，再过若干年将会迎来MEMS产业化高速发展的时期。2000年，全世界MEMS的市场达到120到140亿美元，而带来的与之相关的市场达到1000亿美元。

目前，MEMS系统与集成电路发展的初期情况极为相似。集成电路发展初期，其电路在今天看来是很简单的，应用也非常有限，以军事需求为主,但它的诱人前景吸引了人们进行大量投资，促进了集成电路飞速发展。集成电路技术的进步,加快了计算机更新换代的速度，对CPU和RAM的需求越来越大,反过来又促进了集成电路的发展。集成电路和计算机在发展中相互推动，形成了今天的双赢局面，带来了一场信息革命。现阶段的微机电系统专用性很强，单个系统的应用范围非常有限,还没有出现类似于CPU和RAM这样量大面广的产品。随着微机电系统的进步，最后将有可能形成像微电子技术一样有广泛应用前景的新产业，从而对人们的社会生产和生活方式产生重大影响。

当前MEMS系统能否取得更更大突破，取决于两方面的因素：第一是在微系统理论与基础技术方面取得突破性进展，使人们依靠掌握的理论和基础技术可以高效地设计制造出所需的微系统；第二是找准应用突破口，扬长避短，以特别适合微系统应用的重大领域为目标进行研究,取得突破，从而带动微系统产业的发展。在MEMS发展中需要继续解决的问题主要有：MEMS建模与设计方法学研究；三维微结构构造原理、方法、仿真及制造；微小尺度力学和热学研究；MEMS的表征与计量方法学；纳结构与集成技术等。

微电子与生物技术紧密结合诞生的以DNA芯片等为代表的生物芯片将是21世纪微电子领域的另一个热点和新的经济增长点。它是以生物科学为基础，利用生物体、生物组织或细胞等的特点和功能，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程技术相结合进行加工生产，它是生命科学与技术科学相结合的产物。具有附加值高、资源占用少等一系列特点，正日益受到广泛关注。目前最有代表性的生物芯片是DNA芯片。

采用微电子加工技术，可以在指甲盖大小的硅片上制作出包含有多达万种DNA基因片段的芯片。利用这种芯片可以在极快的时间内检测或发现遗传基因的变化等情况，这无疑对遗传学研究、疾病诊断、疾病治疗和预防、转基因工程等具有极其重要的作用。

DNA芯片的基本思想是通过生物反应或施加电场等措施使一些特殊的物质能够反映出某种基因的特性从而起到检测基因的目的。目前Stanford和Affymetrix公司的研究人员已经利用微电子技术在硅片或玻璃片上制作出了DNA芯片〖4〗。他们制作的DNA芯片是通过在玻璃片上刻蚀出非常小的沟槽，然后在沟槽中覆盖一层DNA纤维。不同的DNA纤维图案分别表示不同的DNA基因片段，该芯片共包括6000余种DNA基因片段。DNA（脱氧核糖核酸）是生物学中最重要的一种物质，它包含有大量的生物遗传信息，DNA芯片的作用非常巨大，其应用领域也非常广泛：它不仅可以用于基因学研究、生物医学等，而且随着DNA芯片的发展还将形成微电子生物信息系统，这样该技术将广泛应用到农业、工业、医学和环境保护等人类生活的各个方面，那时，生物芯片有可能象今天的IC芯片一样无处不在。

目前的生物芯片主要是指通过平面微细加工技术及超分子自组装技术，在固体芯片表面构建的微分析单元和系统，以实现对化合物、蛋白质、核酸、细胞以及其它生物组分的准确、快速、大信息量的筛选或检测。生物芯片的主要研究包括采用生物芯片的具体实现技术、基于生物芯片的生物信息学以及高密度生物芯片的设计、检测方法学等等。

6结语

在微电子学发展历程的前50年中，创新和基础研究曾起到非常关键的决定性作用。而随着器件特征尺寸的缩小、纳米电子学的出现、新一代SOC的发展、MEMS和DNA芯片的崛起，又提出了一系列新的课题，客观需求正在“召唤”创新成果的诞生。

回顾20世纪后50年，展望21世纪前50年，即百年的微电子科学技术发展历程，使我们深切地感受到，世纪之交的微电子技术对我们既是一个重大的机遇，也是一个严峻的挑战，如果我们能够抓住这个机遇，立足创新，去勇敢地迎接这个挑战，则有可能使我国微电子技术实现腾飞，在新一代微电子技术中拥有自己的知识产权，促进我国微电子产业的发展，为迎接21世纪中叶将要到来的伟大的民族复兴奠定技术基础，以重铸中华民族的辉煌！

参考文献

[1]S.M.SZE:LecturenoteatPekingUniversity,FourDecadesofDevelopmentsinMicroelectronics:Achievementsandchallenges.

[2]BobSchaller.TheOrigin,Natureandlmplicationof“Moore’sLaw”,.1996.

[3]张兴、郝一龙、李志宏、王阳元。跨世纪的新技术－微电子机械系统。电子科技导报，1999，4：2

[4]NicholasWadeWhereComputersandBiologyMeet:MakingaDNAChip.NewYorkTimes,April8,1997

第15篇