将采用硅胶废料(SGW)制备的多孔二氧化硅(PSD)作为载体,以癸酸-十六醇(DA-HD)作为基础相变材料,制备了复合相变材料癸酸-十六醇/多孔二氧化硅(PSD-DA-HD),并引入膨胀石墨(EG)来增强其导热能力.采用差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)和热常数分析法对复合相变材料的热性能进行了评价.将复合相变材料与水泥砂浆按比例进行共混,形成相变砂浆,研究了相变砂浆在模拟应用实验中的控温能力.结果表明, DA-HD通过物理作用被包裹在PSD孔隙中,负载能力可达61.7%,其焓值为105.6 J/g,负载后的PSD-DA-HD复合相变材料具有定型性.膨胀石墨的引入可使PSD/EG-DA-HD复合相变材料的导热系数增至0.9513 W/(m·K),但其负载能力降至49.5%,焓值变为88.1 J/g. PSD-DA-HD和PSD/EG-DA-HD的最高工作温度为92.2℃,在该温度以下可确保材料具有热稳定性.将PSD-DA-HD和PSD/EG-DA-HD分别与水泥砂浆进行共混,制成的相变砂浆C-PSD-DA-HD和C-PSD/EG-DA-HD均具有良好的储热控温特性,在18～32℃范围内分别可维持12.7和6.7 min.在模拟实验中,与没有相变材料的空白组相比,含有PSD-DA-HD的相变砂浆在18～32℃范围内的控温时间增加了267.92%.

乳腺癌是女性最常见的恶性肿瘤之一,放射治疗可有效改善乳腺癌患者的预后.为了提高乳腺癌的放射治疗效果,本文基于表没食子儿茶素没食子酸酯（EGCG）、右旋精氨酸（D-Arg）与甲醛在水介质中的化学反应驱动自组装,制备了复合纳米粒子（E-DA NPs）,并探究了其放射增敏效应.该复合纳米粒子可有效提高EGCG药物递送的半衰期和生物利用度,抑制肿瘤细胞的增殖,增强射线对肿瘤细胞的杀伤效应;同时,肿瘤微环境中高浓度H₂O₂与D-Arg反应释放NO,进而降低DNA损伤修复水平,影响细胞增殖,增强肿瘤细胞的放疗敏感性,提高肿瘤的控制率和治愈率.本研究通过构筑多酚-精氨酸自组装纳米药物,为开发肿瘤微环境响应性的新型放射增敏药物提供了新的方向.

有机叠氮化合物是一类多功能化合物,是合成一系列治疗药物、生物活性化合物、功能材料及高能化合物有用的前驱体,被广泛应用于点击化学和Staudinger反应中.在过去的几十年里,研究人员开发了大量的合成策略来制备结构多样的有机叠氮化物,但不是所有的反应都能高效地进行.随着绿色化学的概念深入人心,安全性低、普适性低和效率低的传统叠氮化方法逐渐被淘汰,发展新的高效叠氮化方法迫在眉睫.本文综合评述了近年来制备脂肪族叠氮化合物及叠氮聚合物的高效合成方法,从碳碳多重键和碳氢键的叠氮化策略方面简述了脂肪族叠氮化物的合成,对叠氮聚合物的合成方法、潜在的新型合成策略进行了概述,并对未来叠氮化学的发展前景进行了展望.

超分子纳米药物递送平台因具有性质多样化、药物释放可控及制备简易等特点而备受关注.据报道，富含酚羟基结构的多酚可与不同性质类药物产生非共价相互作用，自组装成超分子纳米系统，从而实现不同路径的药物递送.同时，多酚自身具备抗肿瘤、抗菌、抗氧化、抗炎和保护心脏等功能，这使得基于多酚的递送系统在疾病治疗方面前景广阔.本综合评述概述了多酚型超分子纳米递送系统构建中包括的超分子相互作用力.根据所负载药物的性质(例如疏水性药物、蛋白质、 DNA等)，分类阐述了不同相互作用力在药物负载中发挥的功能.最后，对当前基于多酚的超分子纳米系统中存在的争议性问题进行了评述总结.本文可为各种新兴的多酚基材料的设计和基础研究提供参考.

碳点是一类新兴的零维碳纳米光学材料, 在众多领域备受关注. 近红外光相比于可见光具有更深的组织穿透能力和更低的散射, 在生物成像等领域优势明显. 随着科研人员的探索, 碳点发光带隙的调控从最初的蓝紫光向长波长不断红移. 近年来, 近红外波段吸收/发光的碳点也相继被报道. 本文以本课题组在近红外碳点领域的一系列工作为基础, 总结评述了近红外碳点的制备策略及多方面应用的最新进展, 并对未来的发展方向进行了展望.

合成了一种基于锌配合物检测NO的荧光探针CMD-Zn²⁺.以萘并呋喃酰肼和久洛尼定醛为原料,经缩合反应制备了配体CMD,再将它与锌离子结合形成探针CMD-Zn²⁺,该探针可特异性识别NO.利用高分辨率质谱（HRMS）和核磁共振氢谱（¹H NMR）对CMD的结构进行了表征,利用荧光光谱和紫外-可见吸收光谱考察了探针CMD-Zn²⁺对NO的识别性能.实验结果表明,在其它竞争离子存在的情况下,探针CMD-Zn²⁺可特异性快速识别NO,响应时间为30 s,识别NO的检出限为8.23×10^?9 mol/L.此外,探针CMD-Zn²⁺被成功应用于细胞和活鼠的荧光成像研究.

在对NaCl和NH₄Cl型农药废盐的回收处理中,常采用表面活性剂十二烷基硫酸钠（SDS）胶束和乙醇对盐的结晶分离进行调控,因此研究SDS在废盐体系中的胶束化行为对实现此过程的精准调控至关重要.其中,SDS在废盐体系中的临界胶束浓度（CMC）是其胶束化行为的重要参数.本文在293.15～323.15 K温度范围内,采用表面张力法测定了SDS在Na Cl-H₂O,NH₄Cl-H₂O,NaCl-C₂H₅OH-H₂O和NH₄Cl-C₂H₅OH-H₂O 4种体系中的CMC,研究了温度、盐溶液浓度和乙醇的含量对SDS胶束行为的影响.结果表明,不添加乙醇时,在两种盐溶液中SDS的CMC值均随温度的升高而增大,而同一温度下SDS的CMC值随盐浓度的升高而减小;添加乙醇后,SDS在NH₄Cl溶液中的CMC值明显增大,而在NaCl溶液中呈先减小后增大的趋势.通过质量作用模型计算了SDS胶束化行为标准摩尔吉布斯自由能变■标准摩尔焓变■和标准摩尔熵变■3个标准热力学参数.由计算结果可知,SDS的胶束化行为均是自发进行且为放热过程.在NaCl-C₂H₅OH-H₂O体系中,乙醇的添加先促进后抑制SDS胶束的形成;而在NH₄Cl-C₂H₅OH-H₂O体系中,乙醇的添加始终抑制SDS胶束的形成.

碳点(CDs)作为一类新型零维碳基纳米材料, 因其可调发光性、 低毒性和多功能性, 在生物成像、 光电器件及环境传感等领域展现出广阔应用前景. 由于制备方法不同、 原料来源多样以及组成结构复杂, 碳点的发光机制一直是研究重点. 不明确的发光机制制约了高荧光性能碳点的设计与应用. 本文系统梳理了碳点的结构与发光机制之间的构效关系, 重点解析了量子限域效应、 有效共轭长度、 表面-边缘态、 分子态及交联增强发射效应等5种核心机制的作用, 以期为高荧光性能碳点的可控合成与功能化应用提供理论指导.

氨是化肥生产和化学工业的重要原料,也是良好的无碳储能燃料.相比于工业应用上能耗大、转化率低的哈勃博施(Haber-Bosch)法,电催化合成氨的方法能够在温和条件下绿色高效地合成氨.本文综合评述了以氮气、硝酸根和一氧化氮作为不同氮源时电催化合成氨的反应机理,并结合不同氮源的特点分析了各自的研究进展与优势,分别讨论了氮气难以溶解在水中被吸附和活化、硝酸盐还原元素价态跨度大难以控制中间体和反应路径及一氧化氮体系复杂、水溶液中析氢副反应难以控制等问题,总结了运用不同策略开发高活性、高稳定性催化剂以提高反应效率和选择性、优化反应装置以减小传质影响、选用不同电解质体系改善反应过程等解决思路.最后,对不同氮源电催化合成氨的未来发展趋势和应用前景进行了展望.

采用Monte Carlo模拟方法研究了环形A4B6C6三嵌段共聚物在A嵌段选择性溶剂中的自组装行为,并与线形A4B6C6和A4C6B6三嵌段共聚物的自组装行为进行对比.模拟结果表明,通过调节C嵌段的疏水性以及B嵌段与C嵌段之间的疏水性差异,环形A4B6C6三嵌段共聚物能够自组装形成节状蠕虫、节状片层、单室以及多室节状囊泡等多种形貌各异的聚合物胶束.由于环形嵌段共聚物特殊的拓扑结构,即使B嵌段与C嵌段之间存在疏水性差异,这些胶束的疏水核心均倾向于呈B嵌段和C嵌段交替排列的节状结构.相对于环形体系,线形A4B6C6和A4C6B6三嵌段共聚物在相同参数条件下的自组装行为较单一,体系中大多形成了球状胶束,而B嵌段和C嵌段在球状胶束疏水核心中的排布强烈依赖于嵌段共聚物的链结构.上述模拟结果有利于理解链结构对嵌段共聚物胶束形貌的影响机制,为制备具有特定疏水核心结构的聚合物胶束提供了理论依据.

为了提高现有复合树脂材料在近红外光下的固化效果和生物相容性,合成了一种无细胞毒性的稀土上转换纳米粒子（RE UCNPs）掺杂的口腔复合树脂材料.荧光光谱分析结果表明,该RE UCNPs在808 nm近红外光激发下发射出450～475 nm的可见光,可被光引发剂樟脑醌（CQ）有效吸收.研究结果表明,将该RE UCNPs掺入树脂基质中,可增强树脂单体的固化性能、机械性能和单体转化率,并具备良好的生物相容性.当该口腔复合树脂材料中含有1%（质量分数）樟脑醌/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯（CQ/DMAEMA）和4%（质量分数）RE UCNPs时,在808 nm近红外光的照射下实现了最佳的固化效果,并可掺杂质量分数为40%的改性SiO₂无机填料以获得较好的机械强度. RE UCNPs掺杂的口腔复合树脂材料在近红外光照射下具有较好的固化效果和生物相容性,为龋病治疗提供了一个有前途的替代方案.

MoS₂具有较好的光催化分解水应用前景，而利用等离激元Ag纳米粒子修饰MoS₂可有效提高其分解水制氢的效率.本文探索了Ag纳米粒子及其热等离激元效应温升对MoS₂-H₂O界面反应的作用机制.通过构建Ag纳米团簇和MoS₂的复合表面模型，利用分子动力学计算了298～368 K温度范围内界面水密度、亥姆霍兹层宽度、表面电势和水扩散系数等界面性质，并结合密度泛函理论计算分析了界面电子转移性质、表面对水分子的吸附能和解吸附时间.结果表明，在MoS₂表面负载Ag纳米粒子后，亥姆霍兹层宽度增加，表面电势下降. Ag纳米粒子与水分子的相互作用提高了MoS₂表面对水分子的吸附能，并使得水分子分层作用范围相对增加.随着温度的升高，Ag/MoS₂表面对水分子的吸附有所减弱，表面双电层分层作用范围增加，水分子的扩散系数也增加.随温度增加水分子的解吸附时间快速减少，而Ag纳米粒子的负载使MoS₂表面对水分子的解吸附时间增加，结合温升对表面电势的影响，界面反应温度宜控制在328 K左右.

使用生物相容性良好的海藻酸钠作为金纳米簇的配体,制备了细胞毒性极低的海藻酸钠稳定的金纳米簇,其尺寸为(4.2±0.9) nm.海藻酸钠配体通过延缓金纳米簇的肾脏代谢过程,将金纳米簇的血液循环半衰期延长至(8.2±0.2) h,并将肿瘤的摄取效率提高到10.4%ID/g;当肿瘤区域存在高浓度的钙离子时,其与海藻酸钠的交联可将肿瘤摄取效率进一步提高到14.5%ID/g.通过对小鼠排泄物的监测,证明了金纳米簇主要通过肾脏过滤,经过尿液排出体外,代谢过程仅对肾功能产生可恢复的微小干扰,表明海藻酸钠稳定的金纳米簇具备良好的生物安全性.本文通过对配体功能性的探索,解决了纳米簇在生物安全性与肿瘤治疗效率之间的矛盾,也为其它高性能纳米诊疗试剂的功能设计提供了理论依据.

使用3-氨丙基三乙氧基硅烷和苯基三甲氧基硅烷对ZSM-5分子筛进行不对称修饰,制备了外表面亲水、内表面亲油的双亲型分子筛.将此分子筛作为前驱体,经过气溶胶发生器处理得到具有双亲性的类气溶胶分子筛.通过SEM, XRD, FTIR, N₂气吸附-脱附实验等对材料进行了表征,测试并计算了材料的亲水亲油平衡值.探究了前驱体浓度和载气流量对类气溶胶双亲分子筛粒径和数量的影响.

以白藜芦醇(RES)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,通过纳米沉淀法制备了尺寸均一的RES-PVP球形纳米颗粒(RES-PVP NPs)；将其作为纳米药物负载在以透明质酸为基质的可溶性微针(MNs)中,制备了载药微针(MN-NPs).微针载药后仍然保持了较高的机械强度,能够满足穿透人瘢痕组织皮肤的需要. MN-NPs中的RESPVP NPs能够诱发人瘢痕疙瘩成纤维细胞的凋亡并抑制其迁移.体内实验结果表明, MN-NPs能够有效抑制瘢痕疙瘩的生长,展现出治疗瘢痕疙瘩的能力.本文提出的以载药微针实现白藜芦醇纳米药物的透皮给药并治疗瘢痕疙瘩的方法是可行的,具有良好的应用前景.

在镧系配合物的制备过程中引入导电性好、比表面积高的氧化石墨烯，合成了一种导电性好的氧化石墨烯铽配合物（GO-Tb-COP）电致化学发光（ECL）阴极发光体.相对于传统配合物（如Tb-COP）,GO-Tb-COP具有更高的ECL强度、更强的导电性和更大的比表面积，其原因是GO增加了GO-Tb-COP的导电性和比表面积，进而加速内部电荷传输，提高其自身的电化学活性，最终实现强的ECL发光信号.以环境污染物四环素（TC）为信号猝灭靶分子，GO-Tb-COP为ECL发光体，立方体二氧化铈（CeO₂）为共反应促进剂和信号稳定剂，过硫酸根离子(S₂O₈^2-)为共反应试剂，构建了用于TC检测的三元ECL传感器，其检出限低至0.44 pmol/L（S/N=3）.此外，该传感器具有高的选择性、良好的稳定性和重现性，可用于实际样品TC的检测.通过增强配合物的导电性和比表面积提高镧系配合物ECL性能的策略，为合成高效镧系配合物ECL发光体提供了新的机遇.

以菠菜粉为碳源, 通过微波法一步制备了水溶性红光碳点(R-CDs), 并研究了其光学性能、 结构特征及荧光调控机理. 结果表明, R-CDs具有均匀的粒径分布(3.62 nm)、 长波长红光发射(648 nm)及窄半峰宽(30 nm), 其荧光红移源于羟基与石墨氮的协同作用. 基于R-CDs构建的荧光探针可实现Pb²⁺的高选择性检测, 线性范围为0~40 nmol/L, 检测限为4.2 nmol/L(R²=0.990). 研究表明, Pb²⁺与R-CDs之间的相互作用主要由动态猝灭机制主导. 本研究为绿色合成红光碳点及其在重金属检测中的应用提供了新策略.

通过二氟甲基溴代腙与乙烯基砜的[3+2]环加成反应，合成了一系列3-二氟甲基吡唑化合物.该方法具有区域选择性高、反应条件温和及操作简单等优点，为3-二氟甲基吡唑化合物的合成提供了新方法.同时，进一步拓展了二氟甲基溴代腙作为二氟甲基合成砌块在合成二氟甲基氮杂环化合物中的应用．

通过两亲性D-α-生育酚聚乙二醇1000琥珀酸酯(TPGS)和疏水性光敏剂焦脱镁叶绿酸a(Ppa)的共组装制备了用于光动力疗法(PDT)的纳米胶束(表示为TPGS/Ppa).所制备的纳米胶束为直径(18.0±2.2) nm的球形结构，zeta电位约为-18 mV.此外，纳米胶束表现出优异的光稳定性、生物相容性和光毒性，并通过增强渗透和滞留效应(EPR效应)有效地到达肿瘤区域.此外，发现TPGS/Ppa纳米胶束对4T1小鼠乳腺癌细胞的光毒性比游离Ppa更高;并在4T1荷瘤小鼠模型中验证了该纳米胶束的优异抗肿瘤效果.本研究开发的新型光动力纳米胶束TPGS/Ppa可增加药物在肿瘤区域的积累并延长其保留时间，为小分子疏水性药物的递送和肿瘤PDT提供了可行的策略.

纳米材料选择性诱导肿瘤细胞发生程序性细胞死亡(PCD)被视为一种很有前途的癌症治疗方法.铜死亡是一种最近被发现的由细胞内铜离子过载引起、以脂酰化线粒体酶的聚集和Fe-S蛋白质丢失为特征的全新的PCD模式.目前,多种纳米材料已被开发并用于诱导肿瘤细胞铜死亡,实现癌症治疗.大量的研究表明,将铜死亡与其它肿瘤治疗方式联合使用可取得更好的治疗效果,展现出巨大的潜力.本文综合评述了细胞铜死亡的相关机制及特征,总结和概括了纳米材料诱导的肿瘤细胞铜死亡策略及相关机制,重点分类概述了纳米材料诱导的铜死亡联合治疗的最新研究进展,并对这一新兴的肿瘤治疗方式的未来前景进行了总结和展望.

阿魏酸是一种有效的抗氧化剂,因具有抵抗氧化应激和延缓皮肤衰老性能而被广泛应用于化妆品中.然而,光敏性对其应用提出了挑战.为了克服这一限制,本文开发了一种由阿伏苯宗(AB)和阿魏酸(FA)组成的二元分子.该设计基于阿伏苯宗结构中存在可以光去除的苯甲酰甲基,以保护阿魏酸免受光损伤并保持其抗氧化活性.研究结果表明, FA得以成功释放, AB对FA具有有效的光保护作用.体外实验结果表明, AB-FA分子及其光解产物具有显著的清除自由基活性;而细胞实验结果则证实其较低的细胞毒性和优异的清除活性氧自由基(ROS)能力.

利用原位自由基聚合反应设计合成了葡萄糖氧化酶纳米胶囊(nGOx)和负载替拉扎明(TPZ)的介孔二氧化硅纳米胶囊(nMSNs-TPZ),具有交联结构的聚合物壳层赋予GOx与MSNs-TPZ更高的稳定性与更长的瘤内滞留时间. nGOx持续增强的肿瘤乏氧微环境能够促使TPZ转化为具有细胞毒性的自由基,二者协同作用增强了肿瘤治疗的效果.研究结果表明, nGOx与nMSNs-TPZ均具有尺寸均一的球形结构. nGOx在胰蛋白酶、特定温度以及不同pH溶液中的稳定性均有显著提升,并展现出良好的催化活性. nMSNs-TPZ在谷胱甘肽（GSH）存在下能够有效降解，实现TPZ的可控释放.体外细胞实验和体内动物实验均证实, nGOx产生的局部乏氧环境更有利于TPZ发挥作用,两者的协同治疗展现出更优越的抑瘤效果.

利用铁离子诱发的氨基吡咯氧化聚合反应及铁离子与聚氨基吡咯间的配位作用制备了尺寸均一的铁离子掺杂聚氨基吡咯纳米粒子（Fe/Ppy-NH₂ NPs）. Fe/Ppy-NH₂ NPs的胶体稳定性良好,其中铁离子的质量分数高达17.4%.铁离子在Fe/Ppy-NH₂ NPs中的大量掺杂,一方面,能够增强其在近红外光区的消光能力,Fe/Ppy-NH₂ NPs的光热转化效率高达37.9%,是一种良好的光热试剂,能够实现对肿瘤的光热治疗;另一方面,铁离子3d轨道中存在的单电子能够降低纵向弛豫时间, Fe/Ppy-NH₂ NPs能够作为T1加权的磁共振成像造影剂,实现对肿瘤的定位. Fe/Ppy-NH₂ NPs在对原位乳腺癌的磁共振成像和光热治疗中展现了良好的效果.

采用化学刻蚀-溶剂热法合成了Ti₃C₂-MXene/CuS复合材料,再通过真空抽滤将该复合材料负载到聚偏二氟乙烯（PVDF）膜上，构筑了Ti₃C₂-MXene/CuS/PVDF复合光热膜,并研究了其界面水蒸发性能.X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）表征结果显示,CuS纳米颗粒将Ti₃C₂-MXene包裹并填满片层间隙.界面水蒸发性能测试结果表明,在180℃反应9 h所得材料的性能最佳,在1 kW/m²光照强度下,其界面水蒸发速率和蒸发效率分别为1.92 kg·m^?2·h^?1和110.4%.此外,复合光热膜具有较好的海水脱盐效果及良好的循环稳定性.紫外-可见漫反射光谱（DRS）与光热转换实验结果表明,Ti₃C₂-MXene与CuS的复合提高了其光吸收能力与光热转换效率,二者的协同效应显著提升了材料的光热转换和界面水蒸发性能.本工作可为低成本、高性能光热转换材料的开发提供借鉴.

在二氧化碳电还原反应（ECO₂RR）中，催化材料面临着实际应用条件复杂的挑战，尤其是在耐毒化方面.本文使用商业化多壁碳纳米管（MWCNT），通过先引入氮元素再脱除的方法，制备了富含石墨化碳缺陷的材料，利用透射电子显微镜（TEM）、球差校正的环形明场扫描透射电子显微镜（AC ABF-STEM）、 X射线衍射仪（XRD）、 X射线光电子能谱仪（XPS）和拉曼光谱仪（Raman）对催化剂的形貌、晶体结构、元素组成和缺陷程度进行分析表征.基于流动池测试体系的结果表明，具有缺陷的碳纳米管的电化学CO₂还原活性远高于未经处理的原始碳纳米管，且催化性能随缺陷程度的增大而升高.其中缺陷程度最高的MWCNT-N-800在宽电位范围内展现出优异的将CO₂还原为CO的活性，CO法拉第效率最高可达99%以上，电流密度大于200 mA/cm².此外，在模拟含有毒化物质的烟道气条件下，MWCNT-N-800的CO法拉第效率依然保持在96%以上，展现出良好的耐毒化性能.

合成了一种具有声敏活性的红色荧光碳点(CDs), 将乏氧激活化疗药物AQ4N与CDs通过静电相互作用、 氢键和π-π相互作用组装, 制备了CDs@AQ4N纳米组装体. CDs@AQ4N在超声辐照下可有效产生单线态氧(¹O₂)用于声动力治疗(SDT). SDT过程消耗肿瘤内氧气进一步加剧了肿瘤乏氧, 从而激活AQ4N, 将其转化为具有细胞毒性的AQ4, 在小鼠肿瘤模型下实现了荧光成像指导下的SDT联合化疗. 小鼠主要器官切片、 血常规和血液生化分析结果均证实CDs@AQ4N具有优异的生物安全性.

提出了激发/发射双维度的荧光编码和活体多通道成像技术,开发了用于三通道活体成像的稀土近红外二区（NIR-Ⅱ,1000～1700 nm）荧光探针α-NaYbF₄∶8%Tm@NaYbF₄@NaYF₄（Yb/Tm）,α-NaYbF₄∶2%Er@NaYbF₄@NaYF₄（Yb/Er）和β-NaErF₄@NaYF₄（Er@Y）.其中,纳米颗粒Yb/Tm在915 nm激光激发下,可发射出1640nm的长波近红外二区（NIR-Ⅱ-L,1500～1900 nm）荧光,在808 nm激光激发下几乎无荧光输出;Yb/Er在915 nm激光激发下,可发射出1532 nm的NIR-Ⅱ-L荧光,在808 nm激光激发下几乎无荧光输出;Er@Y在808 nm激光激发下,可发射出1525 nm的NIR-Ⅱ-L荧光,在915 nm激光激发下仅有微弱信号输出.通过稀土核壳纳米结构的设计实现了荧光强度216倍的增强,在不同功率激发下,纳米颗粒可保持独立激发和独立发射.基于上述纳米颗粒的独特光学性质,实现了三通道信息光学编码和活体高分辨检测,该方法为光学信息存储和活体多重分析提供了新的工具和思路.

反应界面微环境是影响光催化性能的重要因素.本文通过调控光催化剂的表面浸润性来改变反应界面微环境,构筑了高效的三相界面光催化体系,并用于光催化氧化有机物反应中.将二氧化钛（TiO₂）纳米颗粒作为模型光催化剂,通过在其表面接枝聚二甲基硅氧烷（PDMS）以提高疏水性.结果表明,疏水PDMS层使得光催化体系在反应界面处形成了气-液-固三相共存的微环境,极大增加了界面氧气（O₂）的浓度;同时,疏水PDMS层大幅提高了有机分子在催化剂表面的吸附能力.二者的协同作用促进了光催化氧化反应中超氧自由基（^·O₂^-）和羟基自由基（^·OH）的生成,进而提高了光催化氧化反应效率.研究结果为未来设计构筑高效的催化反应体系提供了新思路.

通过机器学习和分子动力学模拟方法发现了细胞周期蛋白依赖性激酶2(CDK2)潜在的抑制剂.首先，利用现有的大型活性数据库和机器学习算法，建立了针对CDK2抑制剂的分类模型.采用圆形指纹（ECFP6）的极端梯度提升树模型（XGBoost）筛选Enamine数据库，并选出了1152个新型化合物.通过分子对接和打分函数对这些潜在化合物在CDK2中的亲和力进行了排序，并采用指纹聚类的方法将化合物分为4类.分别从4类中选择1种对接评分较高的化合物，然后对4种化合物进行了类药性分析和分子动力学模拟.类药性分析结果表明，筛选出的4种潜在的CDK2抑制剂（Z1766368563, Z363564868, Z1891240670和Z2701273053）具有良好的成药性，并在分子动力学模拟结果中具有较高的结合自由能.这4种化合物可作为CDK2的先导化合物进行后续的改造和优化.

玉米醇溶蛋白（Zein）在抗癌药物递送系统（DDS）中表现出巨大的潜力,但传统zein基DDS存在功能单一、粒径不均一、重现性差和抗癌效果差等缺陷.本文以槲皮素（化学药物）-TCPP（光敏剂）为模型药（QT）,基于微流控技术调控载体与模型药物的共组装,精准构建了HA-zein@QT纳米药物递送系统,达到协同增效抗肿瘤的目的.采用透明质酸（HA）功能化α-zein,以提高载体的生物相容性、稳定性和细胞摄取能力.采用计算机仿真筛选出混合效率为99.54%的高效混合芯片,通过该芯片制备的HA-zein@QT平均粒径为（50.6±1.7） nm,PDI为0.196.稳定性实验表明,HA-zein@QT与去离子水、PBS缓冲溶液和1640培养基共孵育后,表现出较高的稳定性.活性氧和·OH检测结果表明,HA-zein@QT暴露于近红外光可促进¹O₂和·OH生成.生物相容性实验表明,所制备DDS与血红细胞孵育后的溶血率仅为3.75%,且与非肿瘤细胞共孵育后细胞存活率均大于84.57%,证明其具有较高的生物相容性.通过肿瘤细胞毒性研究发现,A549,HCT116和HCT8细胞的存活率分别为28.2%,20.2%和24.6%,表明HA-zein@QT对肿瘤细胞具有较高的抑制能力.本文通过微流控精准构建zein基DDS,为抗肿瘤药物的递送提供了一种高效、低毒的新策略.

制备了一系列具有不同侧基结构的阳离子聚氨基酸（PALG_n）材料.这种阳离子聚氨基酸在体外均显示出一定的抗菌活性.其中,疏水基团比例为10%,疏水基团为正丁基结构的PALG₂₀-Bu₁表现出最佳的抗菌性能,对金黄色葡萄球菌（S.aureus）和大肠杆菌（E.coli）的最小抑菌浓度（MIC）为12.5μg/mL.进一步的机理研究表明,PALG₂₀-Bu₁能够有效破坏细菌细胞膜的完整性,导致细菌死亡.由于这种独特的抗菌机制,PALG₂₀-Bu₁表现出快速的杀菌动力学.本文工作为治疗临床细菌感染提供了一种新策略.

以三聚氰胺为前驱体，通过热缩聚法制备了块体石墨相氮化碳g-C₃N₄（BCN），并利用不同浓度的H₃PO₄对BCN进行水热处理，制备了质子化改性的g-C₃N₄（PBCN_x），再经二甲基亚砜（DMSO）溶剂纯化，得到相应的PBCN_x-D样品.通过X射线衍射（XRD）、傅里叶变换红外光谱（FTIR）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）、元素分析（EA）和N₂气吸附-脱附测试（BET）对样品进行了表征.结果表明，PBCN_x-D不仅保留了g-C₃N₄的原始结构，而且具有松散的薄层结构、更大的比表面积及更多的氨基缺陷，这些特性提高了其光催化活性.瞬态光电流（TPC）、电化学阻抗（EIS）、光致发光光谱（PL）和紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）分析结果表明，PBCN_x-D的光生电子-空穴对复合率明显降低.BCN在质子化过程中形成了光响应较差的蜜勒胺分子，经DMSO溶剂纯化后，PBCN_x-D的光电化学性能得到进一步提升.在光催化产H₂O₂实验中，PBCN₁₀-D表现出最佳的光催化活性，光照5 h,H₂O₂产率为0.502 mmol/L，为初始BCN的7.17倍.

针对镍基电催化剂在甲醇氧化反应（MOR）中活性位点不足、导电性差和催化反应动力学速度慢等瓶颈问题，本文通过晶格掺杂工程策略，采用低成本钼酸铵前驱体结合煅烧工艺，构建了氧空位与Ni³⁺活性位点协同增强的Mo掺杂NiO催化剂.结果表明，随着Mo掺杂量从0增加至28%（原子分数），催化剂表面氧空位浓度由30.18%梯度提升至56.59%,Ni³⁺物种占比从65.55%增至85.91%；当Mo掺杂量为28%时，在1.0 mol/L KOH/1.0 mol/L CH₃OH电解液中，1.7 V（vs.RHE）电位下获得280.8 mA/cm²的电流密度，较未掺杂的NiO（21.7mA/cm²）提升12.9倍，Tafel斜率由63 mV/dec显著降低至25 mV/dec.通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线光电子能谱（XPS）等表征手段，对Mo掺杂制备氧空位浓度和Ni³⁺/Ni²⁺摩尔比可调变的NiO催化剂的形成机制和MOR电催化效果进行研究，初步揭示了其原理和构效关联，为设计具有高活性位点浓度的高效直接甲醇燃料电池（DMFC）阳极催化剂提供了新思路.

制备了过渡金属（Co, Cu, Mn, Ni, Fe）的5,10,15,20-四苯基卟啉（TPP）配合物,并通过非共价相互作用制得了金属卟啉/多壁碳纳米管（MTPP/MWCNTs）电催化析氢反应（HER）复合材料.结果表明,当金属卟啉的负载量（质量分数）为10%时,复合材料CoTPP/MWCNTs的电催化析氢性能最佳.紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和X射线光电子能谱（XPS）结果显示,金属卟啉与多壁碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用. MTPP/MWCNTs复合材料的催化活性顺序为Co>Cu>Mn>Ni>Fe.其中, CoTPP/MWCNTs在电流密度为10 mA/cm²时的过电位为631 mV,并且具有最小的Tafel斜率（161.3 mV/dec）和电荷转移电阻（10.3Ω）.本文研究表明金属卟啉与多壁碳纳米管的非共价结合是构建复合材料电催化剂的一条有效途径.

构建了一种基于金属有机骨架（MOF）材料Ce-UiO-66-（COOH）₂的荧光策略，用于检测SO₃^2-.首先通过溶剂热法，以均苯四甲酸为有机配体、Ce⁴⁺为中心离子合成了Ce-UiO-66-（COOH）₂材料，并采用X射线衍射（XRD）、红外光谱（IR）、X射线光电子能谱（XPS）和扫描电子显微镜（SEM）等表征手段确认了其结构特征.在Ce-UiO-66-（COOH）₂的催化作用下，SO₃^2-与苯甲酸组成的反应体系中，SO₃^2-被催化转化为硫酸根自由基(SO₄^·-)，进而诱导苯甲酸转化为具有荧光特性的2-羟基苯甲酸（水杨酸），从而实现对SO₃^2-的定量检测.通过荧光光谱和电子自旋共振谱（ESR）验证了该检测过程的机理.考察了反应时间、温度、MOF材料用量及苯甲酸浓度等因素对检测性能的影响，在优化的条件下获得40～120 mmol/L的线性检测范围，检出限达8.3μmol/L.该方法对常见无机阴离子表现出良好的抗干扰性能，可应用于雨水和自来水样品中SO₃^2-的定量检测.

二硫键的动态交换与重组使其易于进行开环聚合（ROP）反应得到聚二硫化物.聚二硫化物因其还原环境敏感性而被广泛应用于药物递送领域.本文综合评述了二硫化物的ROP策略,主要分为开环自聚和巯基引发的双硫交换聚合；讨论了聚二硫化物在药物递送方面的最新研究进展,主要包括核酸递送、蛋白质递送和小分子药物递送；最后，对聚二硫化物的开环制备策略及其在药物递送方面的应用前景进行了展望.

以刚性离子液体和有机碱为单体,通过自由基共聚法制备了一系列具有高比表面积和大孔结构的多孔聚离子液体.采用魔角旋转固体核磁共振波谱、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、氮气吸附-脱附实验和热重分析对聚离子液体的结构、形貌和热稳定性进行了表征.结果表明，多孔聚离子液体的比表面积为100.9～374.7 m²/g,孔容为0.41～0.86 cm³/g,活性位点均匀分布在孔隙结构内.多孔聚离子液体同时具有离子液体与有机碱活性中心,能够协同催化CO₂辅助环氧乙烷水合反应,在低水合比（1.5∶1）条件下,乙二醇收率达到96.5%,选择性为96.5%,达到了与均相催化剂相当的催化性能; CO₂的助催化作用改变了水合反应的路径,极大地降低了反应的水合比,提高了乙二醇的选择性.该聚离子液体催化剂具有良好的底物适用性及可回收性,并且在烟气气氛下也具有良好的催化性能.

细胞通讯等动态复杂的生命活动需要多种膜受体的参与.核酸探针是开发膜受体可视化分析策略的重要分子工具.本文从非共价靶向识别和共价偶联两种策略类型总结了基于核酸的蛋白标记技术，系统介绍了这些标记技术在膜受体表达水平、糖型以及相互作用等重要分子信息的可视化分析方面取得的最新研究进展，并对该领域的挑战和未来发展方向进行了阐述和展望.

结合分子印迹聚合物(MIP)的特异性识别能力及双极电化学发光传感(BPECL)的高灵敏、抗干扰特点,构建了一种MIP/BPECL传感器,用于水样中全氟辛烷磺酸(PFOS)的检测.以PFOS为模板分子,邻苯二胺(o-PD)为功能单体,在双极电极的阴极端电聚合分子印迹聚合物以特异性识别PFOS,采用扫描电子显微镜(SEM)和循环伏安法(CV)对电极进行了表征;在双极电极的阳极端以钌联吡啶/三正丙胺[Ru(bpy)_3~(2+)/TPr A]为输出信号,构筑了传感与信号分离的MIP/BPECL传感体系.在最优条件下,该传感器对PFOS浓度在1～1000nmol/L范围内呈现良好的线性关系,检出限为0.43 nmol/L(S/N=3).将该传感器应用于实际环境水样的加标回收检测,结果良好,表明所构建的MIP/BPECL传感器具有灵敏度高、特异性好及抗干扰能力强的优点.通过改变分子印迹的模板分子,有望实现该传感器在其它环境污染物检测上的应用.

基于金纳米粒子良好的光电特性,以及移动智能设备良好的RGB传感性能,设计了一种可用于快速检测R/S-苯丙氨醇、R/S-布洛芬对映体分子的手性比色检测方法.手性金纳米粒子识别对映体分子时表现出非共价相互作用,如静电、氢键和亲（疏）水相互作用等,使得纳米材料表面发生能量共振转移,导致其趋于稳定和聚集,进而显示出不同的颜色,最终实现比色检测的目的.在检测过程中加入铜离子(Cu²⁺),由于Cu²⁺能同时与对映体分子和手性金纳米粒子形成配合物,因此能够增强手性识别效果.此外,利用移动智能设备灵敏的RGB检测性能,实现了R/S-苯丙氨醇、R/S-布洛芬对映体分子的定量检测,其检测限分别为124.35和104.58μmol/L;123.95和111.44μmol/L.同时,该方法在一定的浓度范围内可实现对映体混合物的检测.本研究应用手性金纳米粒子作为比色探针,以移动智能设备为检测装置,构建了一种快速便捷的检测方法,在药物对映体分子检测方面具有潜在的应用价值.