导语:得益于计算机技术的飞速发展,人们可以通过化学计算程序从分子水平上研究分子之间的弱相互作用,从而揭示手性材料识别对映体的机理。与分子力学、分子动力学和蒙特卡洛等分子模拟方法相比,量子化学计算是一种精确度更高的计算方法,已被成功用于研究手性材料与手性对映体之间的相互作用。因此,黄露教授以深化同学们对量子化学计算与手性关系的理解为目的开展本次讲座。
2020年12月17日上午8时30分,我校第八十二期“教授大讲堂”系列讲座“量子化学计算在手性材料与对映体相互作用方面的应用”在教学楼1B107如约举行。本次讲座的讲师是来自海洋学院化学工程系的黄露教授。
黄露教授是taptap点点入口应用化学专业负责人,曾任福州大学国家理科化学基地专业学士,福州大学分析化学专业博士,亦是2018年新加坡科技与设计大学访问学者,现主要从事手性材料及手性分离分析方面的研究。
讲座主要分为四部分:手性对映体、手性拆分方法、量子化学计算和分子间相互作用。
解密手性之谜
讲座伊始,黄教授引用法国化学家巴斯顿所言:“所有生物物种在其结构上,在其外部形态上,究其本源都是宇宙非对称性的产物。”向同学们简单地解释了手性是自然界的基本属性。为了让同学们更好的理解什么是手性,黄教授再次解释,手性chirality是源自希腊字手cheir,我们可以从左右手成镜像的关系来理解手性。之后教授举例了数个天文、自然现象、植物和动物的事例生动形象地告诉了我们,从天文学到地球科学,从化学到生物学,几乎处处都有手性的身影。
紧接着教授从手性与生命现象,人类健康、环境、材料和信息科学、国民经济和手性技术壁垒等手性带来的多方面影响,加以证明手性在日常生活中的重要性,说明手性附带的双面性,启示我们要用科学的角度看待和运用手性现象。
黄教授在讲课过程运用通俗易懂的例子,以讲故事的方式,向同学们讲述手性与人类健康的“反应停事件”,早期孕妇们为了减缓孕吐反应食用沙利度胺的右旋体导致婴儿畸形。据研究发现,被称为反应停的沙利度胺有左旋体和右旋体两种结构,左旋体具有治疗作用,可以减轻孕吐反应,但是它的手性伙伴右旋体却具有致畸性,使得用药的母亲生下了残疾的孩子。这样真实具体的事例引起了在场的同学的关注,也使同学们对手性的内容有更好的理解。
求索手性拆分之法
手性的拆分方法分为四种:结晶法、衍生法、酶法、色谱法。为了让这较难理解的内容被在场的同学们吸收,在解说时,黄教授采用示意图作为教学媒介,使手性拆分方法以图像的形式,形象地呈现在大屏幕上,让同学们有了更直观的认识与理解。
在介绍手性色谱技术的时候,黄教授指出,色谱法又可以再细分为气象色谱,高效液相色谱,毛细管电泳和超临界色谱四部分。并以其中两种色谱拆分为例向同学们展开介绍。专业上枯燥无味的手性拆分方法,其实也可以是一个有趣的知识点。相信在讲座过程中,同学们不仅收获了许多新知识,也更好地提升自我专业水平。
窥探量子化学计算之秘
在讲座的最后黄露教授以自己成果为材料,运用分子结构图与数据图,简短地向同学们介绍了分子间的相互作用力。同时黄教授提到在做实验整理数据时,需要运用到多个软件一起,这样才能让结果可视化,让最后的成果既清晰又美观,给了同学们未来实验过程中的终身受益的小窍门,大家get到了吗?
论道讲座之识
在本次讲座中,同学们展示出了极大的兴趣与热情。其中,来自海洋学院的喻婕同学说:“ 我的专业是化学师范,教授今天所讲的内容和我的专业密切相关,在这个讲座中我学到了更深更精的知识。而且我对今天的讲座主题很感兴趣,教授的语言非常灵动,上课给人一种交流感,让我很快进入状态,沉浸在课堂氛围里。讲座主题明确,重点突出,内容输出很有层次感,让我更加容易接受。”
而在谈到对于本次讲座的感想时,黄露教授感慨道,化学是个很奇妙的学科,有着很独特的魅力。同时它对人们的生产生活起到了巨大的影响,随着科技的发展,研究的深入,我们应该不断充实自己,提高自己,让自己有能力去驾驭它,使它绽放出迷人的光彩。
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本期编辑 | 全媒体中心 林伟毅
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文案来源 | 全媒体中心 记者团 付轶婷 黄梓滢 张颖