荧光“变色”——基于动态发光的科普实验方案
衣梓硕, 刘鹏, 徐燕
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202311079
制备无毒的ZnGa2O4:Bi3+荧光材料,其同时具备可调多色荧光、动态光致变色及热致变色的三模式发光性质。我们利用这种类似“变色龙”的荧光特性设计了三种信息安全实施方案,实验互动性强且具有趣味性,有良好的科普实践展示效果,有助于激发学生对化学学科的学习热情,进而帮助青少年体会“美丽化学”的丰富内涵。
关键词: 动态荧光, 光致变色, 热致变色, 科普实验, 防伪
MolUNet++:自适应粒度显式子结构与互感知分子表示学习
徐凡丁, 杨志伟, 武思睿, 苏武, 王力卓, 孟德宇, 龙建刚
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100209
分子表示学习是人工智能驱动药物研发中的关键任务。尽管图神经网络(GNN)在该领域已表现出优异性能并被广泛应用,但高效提取并显式解析官能团仍是一项挑战。为此,我们提出了MolUNet++模型,该模型通过分子边收缩池化(Molecular Edge Shrinkage Pooling,MESPool)实现分层子结构提取,利用嵌套式UNet框架进行多粒度特征融合,并结合子结构掩蔽解释器实现分子片段的定量分析。我们在分子性质预测、药物-药物相互作用(Drug-Drug Interaction,DDI)预测及药物-靶标相互作用(Drug-Target Interaction,DTI)预测等任务上对MolUNet++进行了评估。实验结果表明,MolUNet++不仅在预测性能上优于传统GNN模型,同时展现出显式、直观且符合化学逻辑的可解释性,为药物设计与优化领域的研究者提供了有价值的启示与工具。
关键词: 分子表示学习, 图神经网络, 结构识别, 自适应粒度
天下冷暖,知化学——化学能与热能的转化
陈佳琪, 栾春晖, 孙玥, 马琦芸, 郝王菲, 王宴佳, 吴旭
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202312020
冷热现象是人类最早观察和认识的自然现象之一。在自然界的能量转化现象中,化学能与热能的转化是常见形式之一。现代社会中,有很多相关应用给大众生活带来了极大的便利。本科普实验秉承着“应用化学,安全至上,造福社会”的理念,旨在通过简单的实验,激发普通大众对化学的兴趣,帮助他们正确认识化学,了解化学反应可能存在的安全风险,并培养其正确的安全意识。实验围绕化学反应中两个特征鲜明的反应:吸热反应(氯化铵与氢氧化钡反应)和放热反应(发热包与水反应),针对不同知识背景的受众,设计了不同的呈现形式(如趣味实验——气球捏捏冰、情景剧——碘-淀抱抱乐),在幼儿园、中学和社区开展了多场主题科普教育活动。实验通过这些活动向大众展示了化学能与热能之间相互转化的奇妙现象,普及了相关安全常识,使不同的受众真切地感受到了化学的无穷魅力,同时也提高了他们的安全意识。
关键词: 化学能, 热能, 安全意识, 吸热反应, 放热反应
黏度测定服务厨余垃圾处理设备运行条件优化的实验教学设计
孙立森, 郝永梅, 黄镇, 刘永梅
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202307063
厨余垃圾的不当处置会造成土地和水资源的污染,随着垃圾分类政策在全国的推行,有效处理厨余垃圾成为解决环境问题的热点议题。厨余垃圾黏度的大小可直接影响处理设备的选型和工艺参数确定。将厨余垃圾的黏度测定作为实际应用案例引入物理化学实验教学,结合实际改进实验,对不同组成厨余垃圾的黏度值进行测量,考察含固率、转子型号、搅拌速度选择等对黏度值的影响,为厨余垃圾处理设备选型及工艺参数选择提供理论依据。改进后的实验可以强化学生学以致用的意识,增强对工程问题的综合性和复杂性的认识,启迪学生对厨余垃圾资源化利用的探索思考,实现基于“双碳”和绿色环保的创新思维学科素养培养,增强社会责任感。
关键词: 厨余垃圾, 黏度测定, 含固率
标准化理念融大学分析化学实验课程的实践与思考
金丽花, 张景, 田磊, 郭艳丽, 张宏芳, 王超展, 欧俊杰, 李延
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202510068
为解决当前分析化学实验教学中常出现的“重结果达标、轻过程规范”问题,本教学团队开展了将标准化理念融入分析化学实验课程的教学实践。在内容层面,教学团队制定了统一教案,明确了教学重难点、讲解逻辑及操作规范;在实践层面,推行“虚拟仿真预习+学生自查”相结合的沉浸式教学模式,助力学生从“机械模仿”转变为“主动规范”。同时依托预实验以规避潜在教学风险,配套提供评分标准;在考核层面,以过程性评价为核心,细化了操作与数据结果的评分标准,引导学生重视实验全流程的标准化。教学实践表明,该方法不仅提升了学生实验操作的规范程度与数据质量,还改善了分析化学实验教学的整体质量,为实验课程教学改革提供了有益思路。
关键词: 分析化学实验, 标准化, 预实验, 过程性评价
以学定教,融教研——微塑料废弃物制备碳量子点的综合实验设计
庄淑婷, 赵丽达
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202412010
微塑料污染已成为全球环境问题,将其转化为碳量子点为污染治理提供了创新思路。本实验采用水热法和灼烧法制备碳量子点,并对其光学性能进行系统分析。同时,研究了Fe3+对碳量子点荧光效果的影响。实验内容涵盖了制备、性能分析及Fe3+检测等,操作简便,融合了有机化学与环境化学,增强了实验的趣味性与教育价值。
关键词: 微塑料, 碳量子点, 水热法, 灼烧法

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