【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202312023
胶体金作为商业化的即时检验POCT (point-of-care test)免疫层析技术中最广泛的标记物之一,具有显著的颜色特征,后期无需可视化改造,且形态稳定、环境友好。本文试纸条制作过程简单,不需要大型贵重仪器。采用柠檬酸三钠还原氯金酸制备胶体金,将胶体金标记在新冠病毒的核衣壳N蛋白抗体上,通过在免疫层析试纸条可视区形成类似三明治结构的抗体-抗原-抗体夹心复合物,并以此复合物的红色检测线作为新冠病毒的定性分析依据。该检测方法裸眼可测、操作简单、且快速(10 min)、灵敏(检测限为0.5 ng·mL-1)、低成本(每条不超过5元)。实验过程可以引导学生体验生命体系中抗原抗体相互作用引发的特异性生命化学反应,激发学生对化学、生物、生命科学和纳米材料等学科相互融合的可视化快检技术的浓厚研究兴趣。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202404083
以一位考古学教授在四川自贡恐龙遗址考察引发的遐想为载体,介绍了U-Pb定年法的基本原理,以及样品采集、样品处理后的分析方法和检测结果处理,全面地科普了U-Pb定年法的相关知识。同时,本文介绍了自贡地区的恐龙文化及产业,向读者展现恐龙之都的魔力。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311085
配位作用,是化学中一个重要的概念,是一种分子、原子、离子之间的相互作用,基于这种作用力形成的化合物称为配合物,从千年前的古法染布技艺到当今化学工业与生活中,配位化学都起着重要的作用,而大众对于配位化学的认知程度有限。本科普实验借鉴我国传统媒染工艺,选用植物色素(茜素、苏木素等)对植物纤维染色,展现“媒染”背后的配位化学。通过该色素与媒染剂中的金属离子络合呈现配合物的丰富颜色;通过对比实验展示有、无配位作用的染色、固色效果,体现配位化学的重要作用;并基于我国非物质文化遗产手工艺——扎染,呈现出自创扎染作品,让人们感受化学之美的同时也切身感受匠人智慧和中国手工艺的魅力。同时,结合生活实际,设计居家实验方案(以洋葱皮煮水制作染料),便于大众居家实验,体现出实验的可推广性。设计适合幼儿及小学生、初高中生、大学生及公众的科普活动。本科普实验将化学、艺术与文化紧密结合,呈现效果具有可观赏性,且过程绿色安全、无毒无害。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309063
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。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100232
金属掺杂是水系锌离子电池二氧化锰(MnO2)正极的重要改性策略,其中参数的选择直接影响电化学性能。然而,掺杂元素类型、浓度以及合成条件与电化学性能之间的复杂相互关系,使得优化MnO2正极以获得优异电化学性能仍然具有挑战性。为了高效研究金属掺杂MnO2的性能,我们提出了一种基于文献数据的机器学习模型。在特征工程和模型选择后,我们发现极限梯度提升模型(XGB)在测试集上R2达到了0.921的高预测精度。在此之后,特征重要性分析进一步指导了一系列实验的设计,这些实验与密度泛函理论计算一致地验证了模型的准确性和可靠性。在从多个角度验证可行性后,我们进一步构建了基于该模型的在线性能预测平台,为后续研究人员提供了一个便捷的工具,帮助他们获得指导和启发。我们相信,这项工作为金属掺杂MnO2在能源存储领域的研究提供了新的视角和框架。
