新葡澳娱乐赌城“全球名师线上讲堂Ⅱ——“前沿化学技术在新兴领域中的应用”开讲

发布者:发布时间:2022-04-27浏览次数:53

2022420日下午,全球名师线上讲堂在致远楼报告厅再次开展。本次课程以“前沿化学技术在新兴领域中的应用”为主题,由剑桥大学化学工程与生物技术终身教授David Fairen-Jimenez主讲,面向全体健行生新葡澳娱乐赌城副院长王永固在线参与了课程。课程围绕“化学技术创新”这一核心内容,通过举例法提供前沿信息,旨在培养健行生的科学探索精神与创新思维,在讲座中加强时代链接,实现前沿与基层的有效渗透对接


David教授首先对金属有机框架材料进行了概念界定,并介绍了目前金属有机框架材料在学术领域的研究进展和研究挑战。他强调,金属有机框架材料是有机基团与金属团簇的结合,有利于实现“新化学”的发展。此外,他就金属有机框架材料的结构特性与吸附潜力进行了详且严谨的介绍,并利用图示帮助健行生们理解金属有机框架材料对分子吸附、扩散、迁移的影响。紧接着,他利用近十年社会对金属有机框架材料的商业化应用数据,直观地说明了该学科发展的广阔前景。当谈及金属有机框架材料在当今社会的应用时,David教授通过对谚语“To be or not to be, that’s a question”的化用,再次强调了金属有机框架材料的概念与判断标准,并利用数据支持,再次点明在当今时代重视“新化学”研究发展的重要性。


课程的重点放在了关于金属有机框架材料的学术介绍讲解上,David教授结合剑桥结构数据库的数据研究,通过大量的数据与图表向健行生们展示了金属有机框架材料在各领域环境下的特性,并着重就MOFs的成型、致密化和在各领域应用三个方面进行了解释分析。

虽然相对紧密的授课节奏和高深的学术知识给健行生们带来了一定挑战但是在教授的细致讲解和实例分析下,健行生们集中精神,结合自己已掌握的知识,努力跟上教授的节奏,在压力下实现了知识的主动运用和对时代科技前沿的对话。教授也通过“医疗健康”等主题,带领健行生们思索未来针对金属有机框架材料方向的科技应用,实现了对课程内容的深层次理解。


最后,健行生们通过在线授课系统与David教授进行了直接交流和对话,在提问环节,教授惊讶于健行生们的创新思维,并期待着与健行生们的再度会面。而健行生们也在提问中解决了疑惑,在思维逻辑的交织中提升了自我。

本次课程仍然采取讲座形式进行。健行生们在与剑桥教授的线上沟通中,实现了对课内知识与时代应用的对接,在拓宽视野的基础上,完善了《无机化学》《分析化学》等科目知识的系统化再认知、再理解,为未来的学术道路打下了坚实基础。


同学感想

纳米材料和纳米结构是当今新材料研究领域中最富有活力、对未来经济和社会发展产生重要影响的研究对象,也是纳米科技中最为活跃、最接近应用的重要组成部分。课程中教授提到对于吸附和纳米多孔材料MOFs的基本合成方法打开了合成这些材料的可能性,这些材料的应用范围从碳捕获、新氢经济到医疗保健,几乎是无限的。而针对现有过剩晶体结构中识别和分类MOFs的问题,他的团队开发了一个包含所有存放在剑桥结构数据库(CSD) MOFs的策展数据库,CSD的结品结构池中提取他们想要的结构,并他们感兴趣的数据进行可视化。在充满生机的21世纪,信息、生物技术、能源、环境、先进制造技术等必然对材料性能的需求越来越高,作为化工学院的学生,我应当更多的学习现代前沿的化工技术理论,通过领悟教授解决问题的数学建模思路和多角度方案整合,应用到实际所面临的前沿研究领域中去。

---李凯

 

通过这次讲座,我对前沿化学有了更深的认识,受益匪浅。

化学对人类所做的贡献是巨大的,化学合成如同棋手的一步棋,为人类创造了许多奇迹。在本次课程中我了解到,化学对人类健康的贡献大体可以分为以下四个方面:一、化学与人类的生存、繁衍和健康息息相关,利用化学知识提取药物、研发医药,为解决人类健康问题做出了巨大的贡献。二、生命科学已进入分子(化学)层次,利用化学知识可以解决生命的疑难,揭示生命的奥秘。三、化学能为信息、材料及能源等学科提供关键支撑。无论是高分子化合物材料、光化学电池、生物质能源,还是人们日常的衣、住、行,都是通过化学合成材料做成,与化学息息相关。四、就化学与环境方面,教授提倡对此予以公正合理的评价,虽然化学在环境保护方面曾走一些弯路,但我们要对未来的科学充满信心,展望化学“万木逢春”的景象。

最后,我认为我们应该努力学习专业知识,使自己在广阔的领域有更高的建树。

---裘奕星

 

420日下午,剑桥大学教授David Fairn-Jimenez给我们开展了一场线上讲座,讲座以“前沿化学技术在新兴领域的应用”为主题。教授讲授时以他的研究方向——MOFs类型的材料进行了介绍。MOFs材料时由无机金属簇材料与有机配体进行配位组合然后形成的材料,不同于单纯的无机多孔物质或有机材料,由于其特殊的性质在各个领域都有非常广泛的应用前景。虽然其有非常多的优点,但是有于其自身的稳定性与数量性质各异,想要广泛应用依然是一个很大的挑战。但是在研究阶段已经取得了很多的成果,例如,由于其结构的规整,这类材料有很大的表面积,有些材料可以对更多的氢气进行吸附,这为氢气代替化石能源解决环境问题提供了一种可能性。同时由于其有有机的组分,人们可以把特定抗原的抗体绑定在上面,在内部空间装入药物,利用抗原与抗体的特异性结合使得其定向找到患病细胞,然后释放药物对病患处进行治疗。除此之外,我们还可以利用其物理性质,利用在其中的空隙大小固定,可以对混合的气体进行分离(分子筛:讲座上用了混合氢气二氧化碳通过这种材料过滤其中的半径更大的二氧化碳的例子)。以及,这种材料还可以用于对二氧化碳人工吸收储存的技术,可以在相同体积的容器中以更低的压强储存气体。更简单的用途,在苹果的运输中对其喷上某种物质,它可以阻止乙烯对苹果的催熟,防止运输中的腐烂……

总之,MOFs作为一系列有特殊结构的材料有非常特殊且有趣的用途,是现在材料研究的前沿。

--干皓羽