科技交流

本期开始设立“科技交流”栏目，刊登高校、科研院所、公司企业的科技新成果简讯、新仪器或产品介绍、学位论文摘要、科技论文摘要、学术会议信息等。

中国科学院理化技术研究所以物理、化学和工程技术为学科背景,主要研究领域为光化学转换与功能材料、低温科学与工程、功能晶体与激光技术、仿生智能界面材料、特种功能材料与生物医用技术。

中科院理化所亚硒酸盐非线性光学材料探索取得新进展

非线性光学晶体是一类重要的光电功能晶体。它通过倍频、和频、差频、光参量放大和多光子吸收等非线性过程可以对激光进行调制和操纵。这类晶体被广泛应用于激光频率转换、四波混频、光束转向、图像放大、光信息处理、光存储、光纤通讯、水下通讯等研究领域。

亚硒酸盐化合物因含有活性孤对电子的Se4+，在外光电场作用下容易诱导出强的极化，从而产生大的非线性光学效应，因而在二阶非线性光学材料探索中有着重要的研究价值。长期以来，增强亚硒酸盐非线性光学材料的非线性光学效应主要是通过引入具有二阶姜-泰勒效应的d0过渡金属阳离子(如Ti4+、Nb5+、V5+、Mo6+等)等手段来实现的。然而，缺憾是当引入d0过渡金属阳离子增强光学效应的同时，通常会显著地减小材料的带隙值，并伴随着较差的抗激光损伤性能。

中科院理化所晶体中心林哲帅研究组提出，在亚硒酸盐材料体系中异价取代调控能带结构的分子设计策略，发现并合成了一例在可相位匹配的亚硒酸盐非线性光学材料中具有最宽带隙的新型材料Pb2GaF2(SeO3)2Cl。通过移除过渡金属、引入主族元素和高电负性的氟元素，Pb2GaF2(SeO3)2Cl的带隙扩宽至4.32 eV，且抗激光损伤阈值是现有同构材料的三倍，提高至120 MW/cm2。此外，Pb2GaF2(SeO3)2Cl还表现出了较强的非线性光学响应，其倍频信号强度是同等粒径下KDP样品的4.5倍，在未来的高功率激光倍频领域有潜在的应用价值。此工作发表在J.Am.Chem.Soc.上。

中科院理化所仿生光控分子马达用于跨膜物质传递取得新进展

在自然界中，细胞新陈代谢的维持和调节大多是通过跨膜传递蛋白来实现，比如，离子通道和离子泵能够调节细胞内外的离子或者分子的跨膜传输。研究学习模仿这些生物机器和生物马达一直是科学家们追逐的热点。虽然科学家们制备了不同的人工分子机器和人工纳米通道，但是要实现如生物分子机器或者生物分子马达那样精细调控的功能，尚存在很大的挑战。

中科院理化所仿生智能界面科学中心研究人员在可控跨膜物质输运方面取得一系列进展。在前期工作基础上，设计并构筑了人工分子马达体系，该体系能够在光驱动下使特定分子在人工纳米孔道中实现选择性传递。该工作发表在《德国应用化学》上。

研究人员在聚合物纳米孔孔壁修饰上偶氮苯衍生物分子，发现该体系在紫外光(UV, 365 nm)和可见光(430 nm)同时照射下，可以实现将环糊精衍生物选择性地从膜的一侧传递到另外一侧。传递速率能够达到9.5×106±5.21×105个/秒，超过了大部分生物离子通道(>106个/秒)和分子传递载体(～102个/秒)。在该传递过程中，偶氮苯分子的疏水性，可逆光反应以及光驱动翻转-旋转运动在该体系中扮演了过滤器、搅拌器以及传送带的作用，使得环糊精分子能够选择性地在孔道中进行快速传递。该体系有望于应用到药物传递或者分离提纯领域。