巨星陨落!化学所胶体界面代表人物,江龙院士与世长辞!( 二 )


3.单分子膜与界面流变
单分子膜的研究对人工仿生膜以及分子电子器件的构建具有重要意义 。 江龙及其小组近十余年来建立了比较系统的研究液/气界面性质与界面流变的手段 。 其中有Brewster角显微镜、表面反射光谱仪等原位方法 , 所用仪器大多是自行安装成功的 , 这些方法使他们能从更深层次上阐明许多现象的本质 。
1987年在从事国家攻关项目强化采油的工作中 , 江龙等利用自制的扭摆式界面流变仪证明了驱油产物稳定性与油滴界面粘度有密切关系 。 这是强化采油中的一个十分重要的理论问题 。 该工作和其他单位的工作一起 , 获科学院科技进步一等奖 。 以后 , 他们又利用单分子膜技术研究了碱驱和高分子驱油中高分子和表面活性剂的相互作用 , 证明了高分子和表面活性剂能形成络合物 , 具有超加和作用 , 提出了生成高活性络合物的新模型 。 这一成果已被国外学者多次引用 。
4.功能分子有序组合体和生物分子电子学的研究
从80年代开始 , 由于微电子学以及仿生学发展的需要 , 利用LB膜等方法以形成功能分子有序组合体的工作迅速发展 。 自1985年以来 , 江龙从LB膜与界面化学入手 , 开始了这方面的工作 , 并将研究重点领域集中在生物体系上 。 主要从事两个方面的工作:
一是仿视觉纳米薄膜的研究 , 细菌视紫红质是一种极有前途及寿命很长的生物光电材料 。 因此制备细菌视紫红质及其发色功能化合物视黄醛的光电响应薄膜 , 研究它在有序组合体中电子与能量传递的工作已成为国内外研究的热点 。 在日本公布得到双向光电流后仅一年 , 他们就测出了同样的效应 , 并在此基础上研制出了光报警器原型(已通过科学院院级鉴定)和光计数器 。 这方面已发表论文31篇 。 “八五”863项目评语为“在细菌视紫红质和视黄醛仿生功能材料的研究 , 在成膜技术、膜表征和光电响应原型器件的试制等方面均取得很大进展 , 也反映了很高的学术水平 , 很好地完成了任务” 。 目前他们与德国Hampp教授 , 西安光机所、生物物理所有合作关系 。 江龙和他的同事曾就此题目应邀于1994年在印度以及1997年在中国举行的“国际分子电子学和生物计算机会议”上作大会发言 。
二是LB膜和泡囊在仿生传感器中应用的研究 。 主要结合葡萄糖氧化酶仿生传感器来进行研究 。 其特点是在酶膜中引进LB 膜以扩大电流响应的宽容度 , 采用了聚吡咯以提高响应电流 。 由于这一工作牵涉到仿生模拟膜的许多理论问题 , 又涉及糖尿病、病毒和细菌的检测 , 因此引起人们的普遍注意 。 在1991年第五届国际LB膜会议上 , M.Petty在其大会邀请报告中 , 专门介绍了江龙实验室的工作 。 美国加州大学的T.F.Yen教授约江龙为他主编的“Membrane-Mimetic Chemistry and its applications”一书写稿(1994) 。
利用变色泡囊以检测病毒和细菌是自1993年开始的 。 当年Charych在Science上发表文章 , 利用嵌有唾液酸头的变色联乙炔泡囊可以识别感冒病毒 。 这一发现引起了人们的普遍注意 。 但她所用的唾液酸是联在联乙炔的分子上的 , 然后通过乙炔链间聚合将唾液酸引入泡囊 。 这种方法十分复杂 , 而且很贵 。 江龙等成功地利用了非聚合的方法将糖脂结合到泡囊之中 , 形成了可变色泡囊 , 使这种泡囊在遇到细菌时也能变色 , 为这种研究另辟蹊径 。 该工作刊登在J.Amer.Chem.Soc.和Langmuir等国际著名杂志上 。
在生物有序组合体的研究中 , 江龙等观察了葡萄糖氧化酶、细菌视紫红质等生物体对不同憎水链长的中性和带电糖脂单分子膜的插膜现象 , 证明了弱作用力(尤其是憎水力)在形成等仿生有序组合体中的重要作用 , 是使生物体保持α螺旋和活性的重要条件 , 这一证明对制备仿生分子器件有重要意义 。
5.纳米颗粒的制备及其应用
纳米材料研究的突破和巨大应用前景 , 使胶体与纳米颗粒的制备成为科学研究的前沿 。 江龙等近五年来集中研究超细憎水单分散颗粒的制备及其在高技术中的应用 , 发展了一系列制备憎水单分散二氧化硅和贵金属的胶体化学方法 , 能制得从30纳米到10微米范围内的单分散二氧化硅微粒和10纳米以下的贵金属颗粒 , 同时解决了纳米颗粒的聚集难题 , 利用弱作用力使金颗粒整齐排列 。 他的实验室首次证明 , 纳米憎水颗粒可以提高泡沫的稳定性 , 定量地计算了泡沫稳定的两种因子与颗粒表面憎水化的关系 。 提出了纳米憎水颗粒稳泡效应的主要原因是使泡沫膜中形成纳米颗粒的网状结构 , 使其重力淌水因子变弱 。 江龙等还在自行设计的单分子膜装置上制出小于2纳米的颗粒 。 纳米颗粒的整齐排列在未来的纳米电子学中是一个关键问题 。 但由于纳米颗粒的巨大表面能易于聚结 , 整齐排列是科学上的一个难题 , 江龙等利用纳米颗粒的单一化技术和LB膜技术使憎水纳米金颗粒紧密排列形成二维有序的方阵 , 他们又进一步地在高分子衬底上得到了整齐的二维金原子点阵 。

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