【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311059
智能致动器具有将外界刺激转化为机械运动的能力,在软体机器人、人造肌肉、传感器、智能皮肤等领域具有广阔的应用前景。本新创实验通过在聚酰亚胺高分子膜表面涂覆聚二甲基硅氧烷预聚体,并喷涂石墨烯乙醇分散液,制备出一种可以利用高分子材料的热膨胀系数差异对光、电、热等刺激产生响应的超疏水智能材料。从中国传统剪纸艺术和仿生结构获得灵感,将所得超疏水材料加工成爪形构造和可变形集水装置,利用材料的超疏水性质实现其在强酸,强碱等复杂应用环境下的稳定运行。此外,通过调整刺激电流大小实现了材料致动能力的智能化编程,进一步提升了新创实验的可控性和应用性。本新创实验融汇无机化学、高分子化学、仪器分析和材料化学等多个化学学科,实现理论与应用的巧妙衔接。所选用的实验原料无毒且易得,符合绿色化学的要求,体现了实验的可持续性。通过开发新型材料的制备技术,有效提升了材料的致动性能,极大地拓展了材料的应用场景。该新创实验现象明显,操作过程趣味性强,有助于激发学生的科研兴趣,提高学生的知识应用水平,培养学生的创新意识,同时提升学生的综合素质。该实验对学生的学习和成长具有积极的促进作用。
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310088
高校是培养有见识、独立思考能力和创新意识专业人才的摇篮。通过木材变磁铁的科研技能训练课程实验,提升了学生综合运用所学知识开展科学研究的能力。本实验内容不但使学生了解木材的相关知识,而且锻炼了学生独立操作科研仪器和分析谱图的能力,打开了学生在科研领域的新视野,激发了学生热爱学习和科学研究的内在动力。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202403058
在己内酰胺水解开环制备聚酰胺6的过程中会产生大量环状低聚物,其中环状二聚体易团聚,影响工艺安全和产品性能。因此了解环状低聚物的相关特性对保证生产工艺安全和提升产品品质十分重要。本文采用拟人的手法,生动形象地介绍了环状低聚物的特性,科普了环状二聚体的形成机制、晶型转变行为和危害,提出了工艺优化的方法。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202312048
以近期风靡大众的“酱香拿铁”为蓝本,创新性地以“美酒加咖啡”的双线结构展开,从乙醇和咖啡因的性质、对人体的作用机制、体内代谢途径等方面进行拟人化叙述,以期帮助读者了解背后的化学知识及对健康的影响,从而更科学、适度地摄入饮品。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202406078
以膏霜类化妆品的制备为切入点,针对不同知识背景的受众者,创新开发梯度科普实验。通过原创视频、科普宣传单、PPT讲解和现场指导,向中小学生、高中生、社会大众诠释乳化原理和化妆品相关知识,介绍化妆品制备过程。对于面向大学生的科普方案,则提升了实验的难度和深度;使大学生独立完成化妆品的制备和性能表征。本科普实验在推广实践中获得一致好评,有一定的实用意义和推广价值。
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202411055
绿色有机化学合成设计已成为有机合成和制药领域的重点发展方向,本文基于绿色化学发展理念,设计了以空气中的氧气作为氧化剂、10-甲基-9-均三甲苯基吖啶高氯酸盐为光敏剂、三乙烯二胺为碱、三氯甲烷为溶剂,在456 nm波长下反应2 h,高效实现光催化安息香氧化制备二苯乙二酮,并将其应用于本科教学实验中,实现了科教融合。
【物理化学学报】doi: 10.1016/j.actphy.2025.100174
本文采用静电纺丝与水热法相结合的策略,成功制备了具有双功能的TiO2/CdIn2S4 S型异质结光催化剂,用于耦合产氢与香兰醇(VAL)选择性氧化为香兰醛(VN)。实验结果表明,含0.5 wt% CdIn2S4的复合材料表现出最佳光催化性能,其产氢速率达403.36 μmol g−1 h−1,同时VAL转化率为90.99%。实验与密度泛函理论(DFT)计算证实,S型异质结结构可有效促进光生电荷的迁移与分离,显著提升电荷分离效率。在该体系中具有更强氧化能力的光生空穴被保留下来,用于催化VAL转化为VN,而具有更强还原能力的电子则用于光催化产氢反应。本研究提出了一种将光催化产氢与有机化合物选择性转化相结合的新策略,为开发高效太阳能驱动的新型光催化系统提供了创新思路。
