阳光下的礼物:维生素D
邢宇琨, 解笑瑜, 陈方方
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202402006
维生素D,被誉为“阳光维生素”,在维护人体健康中具有不可或缺的作用。本文从化学角度出发,生动形象地介绍了维生素D的形成过程、发现过程、其在生物学上的功能以及在日常生活中的应用。通过深入了解维生素D,我们能更好地认识并学会如何合理利用这一重要营养素来维护自身健康。
关键词: 维生素D, 分子结构, 骨质疏松, 佝偻病
查理与3D打印巧克力工厂
郭玥汐, 李朝阳, 代婧伟
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309067
以《查理与巧克力工厂》小说为背景,简要介绍巧克力的化学成分。通过通俗易懂的方式介绍几种主流的3D打印技术及其原理,讨论食品3D打印在食品制造业的应用优势。同时,重点介绍巧克力3D打印的历史沿革、工作原理与口感风味。本文将日常生活中熟悉的食品与新颖的科学前沿结合,轻松易懂、易于阅读,充分达到大众科普的目的。
关键词: 3D打印, 食品3D打印, 巧克力生产
实验教育与3D打印合金:创新探索与学生培养
徐茜, 朱潮恺, 曹镭清, 吴擢钊, 官操
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202308039
实验教育是一种被广泛认可的教学方法,通过实践活动来培养学生的问题解决能力和创新思维。而3D打印多元合金材料是当前电催化中备受关注的领域。本文将实验教育与3D打印合金相结合,研究了其对学生的影响和教育效果。本文首先介绍了实验教育的重要性和作用,以及合金材料的特点和应用前景。其次,讨论了3D打印技术在合金制备中的应用潜力。通过让学生参与实验设计和进行实验来提高学生的参与度、学习动机和科学素养。本研究旨在为教育实践提供新思路和方法,培养学生的科学思维和实践能力,为材料科学和工程领域培养更多的创新人才。
关键词: 实验教育, 合金, 电催化, 3D打印
3D打印高强度水凝胶实验的创新实验教学设计
周强, 朱平平, 邵伟, 胡万群, 雷璇, 杨海洋
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310064
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。
关键词: 3D打印, 水凝胶, 有机凝胶, 溶剂置换, 诺贝尔奖成果
基于光引发可逆加成断裂链转移自由基聚合的3D打印
李佳佳, 张翔俣, 袁智涵, 钱正阳, 朱健
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202309073
针对高分子化学本科教学中“活性自由基聚合”知识点抽象,学生难以理解的教学难题,开展了光引发可逆加成断裂链转移(RAFT)自由基聚合3D打印实验。实验首先合成O-(乙基)-S-(2-丙酸乙酯基)黄原酸酯(EXEP),随后使用商用光敏树脂,进行添加/不添加EXEP条件下的3D打印。随后使用得到的打印体开展荧光功能后修饰与焊接对比实验。通过对比实验现象,深入理解活性自由基聚合机理及其对产物后功能化能力的影响,实现“活性自由基聚合”原理的“可视化”和实例化应用展示。本实验将基础理论有机融合到趣味实验中,实验耗时合理,操作简便,效果明显,符合本科教学实验基本要求,有助于提升学生综合分析能力,激发学生深入研究的兴趣,培养其创新意识及拓展延伸的能力。
关键词: 活性自由基聚合, 可逆加成-断裂链转移(RAFT), 3D打印, 数字光处理技术(DLP)
3D打印柔性钙钛矿荧光发光凝胶的创新实验设计与研究
宋霖, 王豆蓉, 张彪
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202310107
柔性钙钛矿器件是未来柔性光电技术的研究热点。结合3D打印光聚合物技术,可实现柔性钙钛矿荧光器件的兼容制造。其研究内容属交叉学科前沿,涵盖材料、高分子、化学、半导体物理、柔性电子等相关领域专业知识。为培养本科生的创新意识和科研思维,巩固专业理论知识和动手能力,我们设计了一项3D打印柔性钙钛矿荧光发光凝胶的创新实验。实验包括3D打印成型、钙钛矿结晶后处理、实验结果表征分析等过程,可以让学生亲身参与实践。在自主完成钙钛矿柔性器件全流程制备的同时,也能培养科研兴趣和分析解决问题的综合能力,从而达到创新型教学实验目的。
关键词: 3D打印, 柔性凝胶, 钙钛矿, 光致发光
基于Cu-Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合层的3D多孔集流体用于构建稳定的锂金属负极
童志远, 李子源, 张可
【无机化学学报】doi: 10.11862/CJIC.20240238
通过相转化共带浇筑法制备了一种基于Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12(LLZTO)固态电解质和3D多孔结构的铜复合层的集流体。LLZTO的加入为锂离子提供了丰富的离子传输通道与成核位点,而且具有3D多孔结构的铜为复合材料提供了丰富的比表面积,并可容纳大量的死锂等其他负极反应的副产物,同时相转化共带浇筑法操作简便,适合大面积商业化运用。制备的Cu-LLZTO@Li对称电池在4 mA·cm-2的电流密度下实现了280 h的长循环寿命与25 mV的超低电压滞后,相较于铜箔和3D-Cu分别提升了4倍和3倍。得益于稳定的固态电解质(SEI)膜与无锂枝晶的生成,Cu-LLZTO@Li对称电池相较于Cu foil@Li和3D-Cu@Li对称电池表现出最低的欧姆电阻(2.749 Ω·cm-2)和界面电阻(0.544 Ω·cm-2)。Cu-LLZTO半电池在70圈循环中未产生软短路并保持了98.4%的库仑效率,循环中的充放电电压平台始终维持在0.15 V的较低水平。
关键词: 复合集流体, 锂负极, 固态电解质, 界面接触, 锂金属电池

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