追忆《大学化学》创始主编华彤先生
王颖霞
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202511107
笔者在大学入学之初就受教于华彤文老师,后来跟随华老师做研究、搞教学、写教材,直至担任《大学化学》主编时依然听取华老师的教诲。在此文中分享40余年来近距离观察、感受和学习华老师严谨治学、勇于担当的教学与研究的态度和方法,期待我国的化学教育教学事业薪火相传,持续发展。
关键词: 华彤文, 大学化学, 教学研究
格反应在有机化学教学中的应用
代水星, 姜基磊, 王昱晓, 胡锦祺, 黄明华
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202405208
将本科课程中的脑文格反应等有机化学内容与有机太阳能电池研究前沿紧密结合,通过实验让学生深入了解有机化学课程中的化学反应。该实验利用脑文格反应合成了一个宽带隙的稠环电子受体材料A831,通过对实验数据进行分析,确定材料是通过削弱端基的拉电子能力,提升了材料的最低未占有分子轨道(LUMO)能级,进而获得高电压的有机太阳能电池。该实验充分培养了学生运用基础知识解决科研问题的能力,体现了“基础知识–实际应用”的有机实验教学模式,适合作为面向高年级本科生的综合实验教学课程。
关键词: 有机太阳能电池, 脑文格反应, 有机化学, 稠环电子受体
伞为聘:油纸伞传统工艺中的化学奥秘
李慧琳, 马琪, 李瑾, 于紫涵, 刘星雨, 朱梓嫣, 傅钰欢, 赵军龙
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202502108
油纸伞是中国具有千年历史的传统手工艺品,也是中国传统文化的重要象征。本文以一位老工匠为即将出嫁的女儿制作油纸伞作为嫁妆的故事为背景,深入探讨油纸伞制作过程中蕴含的化学原理,包括碱法制浆、柿漆粘结、朱砂附着和桐油防水等关键工艺。同时,本文挖掘其背后的思政元素,将文化、化学与思政教育有机结合,实现知识传授与价值引领的统一。
关键词: 油纸伞, 传统工艺, 化学原理, 思政教育
基于绿色化学理念的自由基聚合制备聚丙烯酸实验新探索
赵子健, 史延新, 李世成, 阮文红, 朱芳, 江继军
【大学化学】doi: 10.3866/PKU.DXHX202311094
自由基聚合制备聚丙烯酸实验是高分子化学实验课程中重要且经典的教学内容,其单体易得、反应条件温和,作为掌握自由基聚合反应和多孔吸附材料制备的代表性实验,多个高等院校均有开设。但现有教材中聚丙烯酸的制备实验存在反应体系易凝胶化、产生废液多,流程耗时30.5–33 h,无法在一个教学段内完成,表征过程较繁复等问题。为此,本改进实验采用天然且廉价易得的海藻酸钠作为增稠剂,稳定反应体系粘度,防止因局部粘度剧增引起的反应体系凝胶化;采用同样天然且廉价易得的多孔硅藻土作填充剂,与自由基聚合反应制得的聚丙烯酸溶液共沉淀制备多孔树脂,大幅减少有机溶剂的使用和消耗。此外,本改进实验紧跟学术前沿,引入智能手机识别-比色分析法表征产物的吸附性能,表征手段快速便捷。新的致孔方式和表征手段使实验时长缩减至5 h内,保证了教学的连贯性,同时保留原实验特色,使得该实验更具有教学意义,有利于激发学生对本实验课程的学习兴趣。
关键词: 自由基聚合, 聚丙烯酸, 绿色化学, 实验时长, 智能手机识别-比色分析法
数智赋能碳纤维前体共聚聚丙烯腈合成及应用实验的探究
杨晴羽, 于渊海, 吴艳柳, 杨婷, 钟乐, 阮文红, 李洁
【大学化学】doi: 10.12461/PKU.DXHX202506010
碳纤维作为国防、航空航天、轨道交通等领域的关键材料,已被纳入国家战略发展规划。其前体(如共聚聚丙烯腈)的结构组成是影响碳纤维结构与性能的核心因素。然而,我国在碳纤维共聚前体的合成及应用方面仍面临技术瓶颈,亟需通过本科相关教学实验培养具备专业知识与创新能力的复合型人才。目前,本科高分子化学实验课程多以均聚物自由基聚合实验为主,并采用单变量控制的非探究性模式进行。由于实验时长有限、单体种类与比例选择复杂以及仪器条件不足等因素,具有重要应用的共聚物的合成实验难以纳入传统的实验教学中。随着人工智能等数字化技术的快速发展,这一困境有望被突破。本研究设计了一套基于共聚物合成及应用的数字化实验教学方案,通过利用开源数据库训练神经网络,借助人工智能程序预测不同合成策略的结果,学生可在虚拟实验平台上优化相关参数,模拟聚丙烯腈基碳纤维的全流程合成及性能测试,进而指导开展线下探究性碳纤维共聚前体的合成实验,产生的实验数据可上传至平台,用于微调预训练模型,从而逐步提高人工智能模型的预测精度。最终,通过与相关虚拟仿真实验的链接,构建了碳纤维前体“合成–结构–性能–应用”的全流程模块化实验体系,为学生提供了一个系统性、探究性及创新性的数字化综合实验,有效提升了人才培养的质量。
关键词: 碳纤维前体, 共聚聚丙烯腈, 自由基聚合, 人工智能, 数字化综合实验

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