第120次:21世纪化学中的纳米科技前沿

日期:2021年7月31-8月1日

地点:广州黄埔君澜国际会议中心

依托单位:中国科学院学部

  • 分子筛在碳中和中的机遇与挑战

    演讲人:于吉红

    2020 年 9 月,我国承诺力争于 2030 年前实现―碳达峰‖,2060 年前实现―碳中和‖。―减碳‖和―固碳‖是实现―碳中和‖的关键。分子筛是一类无机微孔(孔径小于 2 nm)晶体材料,因其具有大的比表面积、规整的孔道结构以及可调控的活性中心和功能基元,作为催化、吸附分离以及离子交换材料在石油化工、精细化工和日用化工等领域具有广泛的应用,在实现―碳中和‖中将发挥不可替代的重要的作用。基于分子筛材料―减碳‖的重要途径包括:1)化石资源的清洁高效利用;2)可替代化石资源高效转化;3)高效新能源(如电池)材料创制。基于分子筛 ―固碳‖的重要途径包括:1)二氧化碳的高效捕集;2)甲烷和二氧化碳等温室气体的高效转化。目前,分子筛材料在上述研究中均已展现良好的应用前景,但仍需创制性能更加优异的新型分子筛材料,助力实现我国―碳中和‖目标。创制性能更加优异的分子筛材料,需要解决分子筛领域若干挑战性难题,包括对其晶化机制从分子尺度上的认识,构建精准的―构效‖关系,发展以功能为导向分子筛定向合成的理论、方法和路线,实现分子筛对物质的精准催化转化和可控吸附分离等。这些问题和挑战性难题的突破,对助力实现―碳中和‖具有重要的战略意义。

  • 《中国科学:化学》发展与纳米科技产业化策略

    演讲人:赵宇亮

    科学发展史的研究表明,如果一个国家的科学成果数达到同期世界总数的 25%以上,这个国家就可以称为―世界科学中心‖。从 16 世纪的意大利到 17 世纪的英国、18 世纪的法国、19 世纪的德国、20 世纪的美国,―世界科学中心‖的国家已经发生了五次转移。学术期刊在―世界科学中心‖的形成和发展中起到了不可替代的作用。学术刊物的质量和影响力是衡量一个国家能否成为世界科学中心的重要标志。《中国科学:化学》全体编委积极落实习近平总书记―把论文写在祖国的大地上‖的号召,共同努力使刊物的论文质量、出版速度和国际影响力等取得了瞩目的进步。本报告将分析《中国科学:化学》发展现状和趋势,探讨《中国科学:化学》发展的新策略和新措施。

  • 单分散纳米颗粒及有机无机复合材料制备工程

    演讲人:陈建峰

    如何实现纳米颗粒的单分散是纳米材料工程应用的核心难题。单分散纳米颗粒材料在光电信息、能源环境、生命健康和国防军事等领域具有重要应用前景。因此,单分散技术研究成为纳米科技研究前沿。颗粒小而均匀、无团聚,且分散在溶剂中形成具有透明性或丁达尔效应的纳米分散体材料,较传统纳米粉体材料更易于分散应用,展现出更优异的宏观纳米效应性能。―高固含量、高稳定、高透明‖单分散纳米颗粒分散体及其低成本规模化可控制备是国际上一个重要的并具有挑战性的科技问题。我们团队针对此问题,通过十余年的努力,基于颗粒表面的设计和修饰调控表面特性,利用我们原创的超重力法制备纳米颗粒的方法,有机耦合表面改性-萃取分离过程,提出发明了―超重力+‖法(超重力反应结晶-改性萃取分离耦合法)制备透明纳米分散体的新技术,研制出高固含量(60%)、高稳定(1 年)、高透明(透光率90%以上)的金属、无机和有机三大体系近 40 种透明纳米分散体,形成了可控制备工程平台;攻克了低成本规模化放大制备工程难题,与企业合作建成多条生产线。应用纳米分散体,创制出高性能有机无机纳米复合材料、拟均相纳米催化材料和纳米药物制剂

  • 抗肿瘤纳米药物及其治疗评价

    演讲人:陈学思

    我们提出了一种将缺氧敏感前体药物(HAPs)与血管阻断剂(VDA)纳米药物联合用于实体瘤治疗的新策略。首先,通过化学共价相互作用合成了聚(L-谷氨酸)接枝聚乙二醇/康普瑞汀 CA4 纳米药物(CA4-NPs)。CD31 染色、光声成像和缺氧免疫荧光染色等实验证实了 CA4-NPs 能够破坏肿瘤血管、诱导肿瘤缺氧,为 HAPs激活提供了可能性。细胞毒性实验显示代表性 HAPs 替拉扎明(TPZ)能够在缺氧环境中表现出更高的细胞杀伤能力。在转移性 4T1 乳腺癌模型中,当肿瘤起始治疗体积为 180 mm3 时,CA4-NPs 和 TPZ 联合治疗能够完全清除肿瘤,同时抑制肿瘤远端转移。更重要的是,大多数人类肿瘤只有在其体积大到足以被发现时才会被发现,有效地对抗大体积肿瘤的策略具有临床意义。当肿瘤起始治疗体积为 500 mm3 时,小鼠肺和肝的 H&E 结果显示,4T1 已经发生远端转移,但是 CA4-NPs + TPZ 联合治疗显著收缩肿瘤并抑制肿瘤生长,同时肺喷墨实验证明能够抑制肿瘤远端转移。该工作为 HAPs 和 VDAs 的联合策略提供了可靠的支持,对治疗大体积肿瘤提供了新的治疗思路。

  • 功能染料与产品工程

    演讲人:朱为宏

    构造人工光控手性超分子体系一直是材料化学和超分子化学中最吸引人的话题。然而,由于缺少合适的组装砌块一直是一大挑战。本报告主要介绍苯并二噻二唑位阻型烯桥染料体系,重点放在双稳态、构象异构体及手性异构体的分离等性能的突破,发展了系列不同空间位阻的光致变色染料。首次揭示了该系列光响应分子开环体和闭环体两种光可逆异构体不同模式的聚集诱导发光机制,完美实现了分子内旋转受限(RIR)和分子内振动受限(RIV)两种机制调控,并探讨了空间位阻对光响应性能和 AIE 性能的影响,为发展新型光响应 AIE 单元提供了全新的研究思路和设计准则。同时,该光响应 AIE 单元成功实现了在超分辨荧光成像领域的应用,拓宽了AIE 材料的应用前景。另外,将介绍该位阻型烯桥的超分子手性金属配位大环构筑、光控协同反应和手性专一性可逆调控,以及在液晶体系的光控超结构调控、防伪技术中的应用。