科研进展
荧光温度探针是一种新型的非接触式测温手段,具有响应快速、空间分辨率高、可用于远程测量等特点,在温度监测领域有着广阔的应用前景。目前,探针材料的温度灵敏度偏低是制约该技术得到实际应用的一个关键问题。
近期,中国科学院福建物质结构研究所功能纳米结构设计与组装重点实验室研究员王元生领导的稀土光功能材料研发团队根据稀土Tb3+、Pr3+与具有DO电子构型过渡金属离子形成电荷迁移带(IVCT)的特性,在国际上首次提出了一种具有普适意义的荧光测温新策略:在具有两种金属-金属IVCT的荧光材料中,利用不同IVCT位型曲线偏差导致的荧光热猝灭差异进行测温。
基于该策略,设计合成了系列Tb3+/Pr3+共掺的荧光温敏材料,如NaLu(MoO4)2、NaLu(WO4)2、LaVO4、以及La2Ti3O9等。测试表明,这些材料晶体结构各异,但其绝对温度灵敏度(Sa)和相对温度灵敏度(Sr)都比传统的荧光温敏材料高数倍(其中 Tb3+/Pr3+:LaVO4的 Sa和Sr分别达到0.156 K-1和5.3% K-1)。该测温技术的另一个优点是监测的两个荧光发射峰分别位于红光和绿光波段,信号甄别度非常高。
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家实验室研究员李琦及其团队在高效可见光光催化材料研究的基础上提出通过一种光催化“记忆”效应储存其在光照条件下产生的高能光生电子,在光照关闭后通过释放这些储存电子产生活性基团,从而使其能在无光条件下较长时间保持活性。
这将能够充分利用太阳光能与一般照明光源全天候地对环境中的污染物进行无间断的处理,大大增强光催化技术对环境污染的处理效果,降低处理成本和能耗,使光催化技术在更广泛的环境保护领域获得新的应用,具有重要的意义。在此思路的指导下,他们发展出第一代具有“记忆”效应的光催化材料体系——贵金属氧化钯纳米颗粒修饰氮掺杂二氧化钛,通过光照关闭后释放氧化钯纳米颗粒上存储的光生电子产生超氧与羟基活性基团,成功实现了在黑暗中对多种环境污染物的持续有效去除。
研究表明,具有“记忆”效应的光催化材料体系多种多样,存在不同的作用机制、有效活性基团,其“记忆”效应能够通过材料设计进行调控与优化,光催化“记忆”效应的研究具有广阔的发展空间。
该研究建立了一种构建脂肪体和人工脂滴的新方法,填补了单层磷脂膜细胞器体外研究体系的空白,为脂滴生物学的研究和纳米药物载体提供了新的思路和技术。脂滴是细胞中储存甘油三酯等中性脂的主要细胞器,存在于多种原核生物与几乎所有的真核生物细胞中。
脂滴的功能异常与2型糖尿病、脂肪肝及心血管疾病等代谢类疾病有着直接的关系。细胞中的其它细胞器都是由双层磷脂膜构成其膜系统,可以使用同样具有双层磷脂膜结构的脂质体在体外模拟并研究各种细胞器的性质;而脂滴则是由单层磷脂膜覆盖中性脂核心,这一特殊的结构决定了脂质体不能用于脂滴的体外研究。
生物物理所刘平生实验室成功构建了由单层磷脂膜包裹中性脂的纳米颗粒,其结构与没有蛋白的脂滴非常地相似。对应于人工双层磷脂膜结构的脂质体,他们命名这种结构为脂肪体。通过脂肪体对原核与真核生物脂滴固有/结构蛋白与功能蛋白的富集,刘平生实验室研究人员成功地构建得到了人工脂滴。脂肪体与人工脂滴体系的建立将为脂滴蛋白的功能研究、脂滴与其他细胞器相互作用等研究提供新的方法,将大大推动脂滴生物学领域的发展。
近日,中科院大连化物团队创造性地采用一种新型复合催化剂,可将煤气化产生的合成气(纯化后CO和H2的混合气体)直接转化,高选择性地一步反应获得低碳烯烃。他们摒弃了高水耗和高能耗的水煤气变换制氢过程,直接采用煤气化产生的混合气体(经纯化),高选择性地获得低碳烯烃。
当CO单程转化率为17%时,低碳烃类产物的选择性达到94%,其中低碳烯烃(乙烯、丙烯和丁烯)的选择性大于80%,打破了传统费-托合成过程低碳烯烃的选择性最高为58%的极限(SF极限)。新发明的过程除了节水和在工艺上降低CO2排放(缩短流程、降低能耗)外,还具有很高的经济效益。据中国石化工程建设有限公司(SEI)初步评估,在现有的条件下,该过程的内部收益率(IRR)可达14%以上。
国内外多家化学公司都对该过程进一步应用的推广非常地关注。经过认真评估和协商,目前,大连化物所已与国内重要化工企业和国外著名化学公司达成初步协议,着手在催化剂制备和工艺过程开发等方面开展共同合作,力争尽快地实现工业示范和产业化,努力将这一原创性成果转变为真正的生产力。