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大学物理理论教学与科研相结合作为一个永恒的话题,在不同的时代、不同的环境存在不同的特点。为此,本文选取非平衡态下氯酸钠结晶对称破缺的研究课题,设计了理论教学内容和实验讲义(第三章实验部分),进行了理论教学和科研相结合的尝试。
长期以来,生命起源中的对称性破缺--生物分子手性均一性,一直都是生命科学中的未解之谜。在有机合成中,对映异构体总是成对出现。由于手性物质的不同对映体对生物体的生理活性不同,所以分离和合成出纯对映体一直都是人类梦寐以求的事业,人们最感兴趣的是什么样的手性微环境的偏向导致了系统的手性对称的破缺,在此基础上各种手性破缺机制层出不穷。
本文共分为四个部分:
第一章介绍了理论教学和科研相结合的重要意义,以及手性的相关知识,例如手性的概念、手性分子的空间结构以及手性对称破缺在生命科学、医药科学等领域的重要意义。
第二章对近年来晶体手性对称破缺的研究进行了总结。目前大多数实验局限于对二次成核的利用以及平衡态下结晶的热力学研究。指出了搅拌率、手性杂质、溶液PH值、温度循环以及其它因素对手性对称破缺的影响和目前已有的研究成果。
第三章设计了远离平衡态下NaClO3结晶手性对称破缺的实验,基于分叉理论分析了NaClO3的结晶实验数据,探讨了浓度为70g NaClO3/100mlH2O和100g NaClO3/100mIH2O时,溶液温度不同时的结晶对称破缺情况以及溶液上下表面温差范围对NaClO3对称破缺的影响,讨论了破缺规律性不大的原因。另外为防止二次成核过程,设计了将最初形成于溶液表面的晶体,在其下落前挑出的实验方法。并对实验结果进行了总结以及分析了实验失败的可能原因。
第四章针对本研究,对理论教学与科研相结合提出了一些展望。