“荧光海”是指在夜晚或黑暗环境中，海水表面发蓝光的景象，又称“蓝眼泪”。本科普实验着眼于引导人们了解该有趣自然现象，探究背后的科学原理，以智能缓释材料海藻多糖水凝胶包埋发光原料，根据化学发光能量转移原理制备可持续发光的多彩藻胶球，并基于此推出一种便携科普实验盒，可随时随地重现属于自己的澎湃“蓝眼泪”。本科普实验将糖化学、光化学和材料化学知识应用于自然现象的解读与应用，向公众充分展现浪漫美妙的化学科学。

以杨絮(PC)为原料，采用乙醇溶剂热法对其进行预处理，再进行碳化，制备了高比表面积的杨絮衍生多孔碳(DPCC)，并研究了其对染料的吸附性能及动力学性能。通过单因素实验优化工艺参数，确定最佳预处理条件(液固比为17 mL·g^-1、200 ℃处理2 h)，在此条件下制备的DPCC-10比表面积达到518 m²·g^-1。结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱、扫描电镜(SEM)和N₂吸附-脱附测试等表征手段，证实预处理过程能够有效去除木质素和半纤维素等，形成丰富的多级孔道结构。吸附实验表明，DPCC-10对亚甲蓝(MB)的最大吸附量达到385.71 mg·g^-1，优于多数报道的生物质衍生吸附剂。DPCC-10对染料的吸附过程满足准二级动力学方程，表明该吸附以化学吸附为主。经过4次吸附-脱附循环后，DPCC-10对MB的吸附容量仍保持初始值的92.01%，表明材料具有优异的可再生性能。

通过微波加热方式，快速合成了3个葡萄糖修饰的双席夫碱。通过比浊度分析、HRP/Amplex Red实验、DCFH-DA荧光探针实验、NBT分析法以及MTT实验检测它们抑制金属离子诱导的Aβ聚集、减少活性氧(ROS)生成及抑制Aβ聚集产生的细胞毒性。发现葡萄糖修饰的双席夫碱都能有效抑制金属离子(Zn²⁺、Cu²⁺)诱导的Aβ_1~40的聚集，降低Cu²⁺-Aβ加合物催化产生ROS水平、提高Cu²⁺-Aβ作用的细胞内超氧化物歧化酶的活力，有效抑制Zn²⁺或Cu²⁺诱导Aβ聚集而产生的神经细胞毒性并大幅提高细胞存活率。作为对比，我们也检测了相同条件下的氯碘羟喹(cliquinol, CQ)和没有葡萄糖修饰的同类双席夫碱的活性，发现葡萄糖修饰的双席夫碱各方面活性均好于CQ；葡萄糖修饰的双席夫碱自身毒性小、抗氧化和提高Aβ与金属离子共同处理的细胞的存活率方面均优于未葡萄糖官能化的同类双席夫碱。

基于刚性苯多羧酸H₄BPTC(联苯-3，3′，5，5′-四甲酸)，构筑了一例孔壁修饰高密度自由羧基氧的三维刚性锌基金属有机骨架：{[Zn₂(BPTC)(H₂O)(DMF)₂]·DMF·H₂O}_n (SXNU-5-Zn)。SXNU-5-Zn具有好的酸碱稳定性(pH=3~8)和热稳定性。以SXNU-5-Zn构建了基于纯MOFs材料的电化学传感器(SXNU-5-Zn/GCE)，其可高灵敏、选择性的检测对乙酰氨基酚(AC)，检测的线性范围宽(0.02~765 μmol·L^-1)，检测限低至0.013 8 μmol·L^-1(S/N=3)。此外，所制备的SXNU-5-Zn/GCE传感器已成功应用于实际样品复方对乙酰氨基酚片中AC含量的检测。

设计并合成了Cd基金属有机骨架(MOF)[Cd (BDC)(BPZ)(H₂O)]_n(1)，其中BPZ=3，3′，5，5′-四甲基-1H，1′H-4，4′-联吡唑，H₂BDC=对苯二甲酸)。化合物1具有三维孔道，其孔壁内有多个—CH₃基团和自由的羧基氧原子，甲基基团的存在显著提高了MOF的疏水性和稳定性。另外，甲基和未配位的羧基氧原子可通过氢键或范德瓦耳斯作用力增强与多巴胺(DA)分子作用。1对DA具有灵敏的电化学传感性能。制备的1/GCE电极的差分脉冲伏安(DPV)测试结果显示其检测DA的线性范围为0.4~764.7 μmol·L^-1，检出限为56.8 nmol·L^-1。在常见干扰物的存在下，电极的DPV响应电流无明显变化。电极用于实际样品检测时的回收率在95.23%~100.90%之间。

为设计高稳定性且高灵敏度的纯金属有机骨架(MOF)电化学传感器以检测多巴胺(DA)，我们选用铟基MOF [In(2-NH₃-BDC)(2-NH₂-BDC)]·1.5H₂O(RSMOF-1，RSMOF=resistance switchable metal-organic framework，2-NH₂-H₂BDC=2-氨基对苯二甲酸)修饰玻碳电极(RSMOF-1/GCE)。制备的电极RSMOF-1/GCE的DPV测试结果显示其线性范围为0.990~663 μmol·L^-1、检出限为0.770 μmol·L^-1。在多种干扰物质如尿酸、尿素、葡萄糖和对乙酰氨基酚存在的条件下，RSMOF-1/GCE对DA仍具有高的选择性。理论模拟结果显示，在RSMOF-1孔道内壁的—NH₂可通过氢键增强与DA分子的相互作用，使RSMOF-1/GCE具有灵敏的电化学传感DA的性能。

高分子的构象、形态及尺寸的模拟与计算，是分子水平上的虚拟仿真实验项目，结合诺贝尔奖获得者de Gennes和P. J. Flory的理论工作、由项目组自身教研成果转化、师生合作研发而成。与小分子化合物相比，高分子的研究方法有很大的不同，特别是需要采用统计方法来描述高分子链的构象、形态，计算高分子链的平均尺寸，这是经典的物理化学方法所不能完成的。本项目从研发到教学实践、再经改进，教学内容的更新优化中，自然融入了诺贝尔奖成果、哲学思想、科学思维、学科发展史、教研成果等多个维度的思政元素。

目前3D打印教学实验的内容大都是利用商业化聚合物让学生初步了解3D打印的基本流程。这种基础实验难以让学生接触到前沿的新型材料，对于新材料如何与3D打印技术结合这些底层科学问题也往往被忽略。高分子凝胶具有富溶剂特性和良好的生物相容性，在组织工程、药物输送、柔性电子等诸多领域都有着广泛的应用前景。本实验结合了作者近期的科研成果，在给学生指定新型凝胶基材料之后(水凝胶/有机凝胶)，引导学生探索调控凝胶基材料的流变学性能和溶胀性能，并将凝胶基材料和3D打印技术有效地结合起来，从而对这种先进材料的加工方式有更加具体的了解。本实验的教学设计，强化了学生对诺贝尔奖成果的深入理解，并增强了学生运用所学专业知识服务国家发展需求的意识，培养了学生勇于探索的创新精神和分工合作的团队意识。

为响应“新工科”建设的需求，将碳基纳米材料与金属锌空电池相结合的前沿科研成果设计为本科综合化学实验。通过化学氧化聚合及高温热解制备磷化铁@碳纳米管，并考察其作为锌空电池正极催化材料的电化学性能，从而帮助学生了解新能源电池行业最新发展动态，熟悉锌空电池的组装及性能测试，将已学知识“学以致用”，培养分析、解决问题的能力和创新能力，提升综合素养。

高分子物理课程中的哲学内容非常丰富，本文着重介绍课程中有关逆向思维的问题。例如，将高分子链的凝聚过程看成为溶解过程的反过程；为了制备出高聚物的宏观单晶体，先让单体结晶再引发单体聚合，而不是直接由高聚物来结晶；从黏度出发转向从自由体积出发来理解高聚物的玻璃化转变等三个实例。本文分享作者在教学中，助力学生运用逆向思维深刻理解高分子凝聚态和分子运动的几个基本问题。