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基于荧光素衍生物单分子器件的二进制全减器和全加器
  • ISSN号:0251-0790
  • 期刊名称:《高等学校化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O626[理学—有机化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]天津理工大学材料科学与工程学院,显示材料与光电器件省部共建教育部重点实验室,天津300384
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:21272172,21074093)和天津市自然科学基金(批准号:12JCZDJC21000)资助.
中文摘要:

合成了一种随pH值变化具有5种互变分子结构的新型荧光素衍生物QHF+。通过紫外-可见吸收光谱研究了不同pH值下QHF+发生转化产生的5种结构的特征谱图,并以此为基础设计了二进制逻辑电路。在乙醇/水(体积比为1:1)混合溶剂体系中,采用等摩尔的H+或OH-作为化学输入信号,选取424和490 nm波长下的特定吸光度或透射率作为标准阈值,通过比较紫外-可见吸收光谱的变化,平行实现了多个逻辑门( XOR和INH或AND和XOR)的运算,模拟了二进制全减器和全加器的运行。

英文摘要:

Over the past decade, there has been significant progress in the development of molecular compu-ter, which has inspired scientists to construct appropriate molecular systems that could integrate simple logic gates into combinatorial circuits. In this work, a novel fluorescein-based QHF+with five-state molecular switch was synthesized. The conversion of the five states of QHF+was observed by UV-visible absorption spectra un-der various pH values in CH3CH2OH/H2O(volume ratio 1:1). Spectral responses with the use of chemical inputs in the form of H+and OH-revealed that QHF could function as a combinatorial logic circuit( XOR gate and INHIBIT gate, AND gate and XOR gate) . Absorbance change at 424 and 490 nm or transmittance change at 424 nm, was monitored as output signals with threshold value of A=0.209 ( or T=61.8%) . When absor-bance intensity or transmittance percentage was more than the threshold value, the output signal was 1. Other-wise, the output value was 0. In conclusion, a full-subtractor was achieved by setting the initial state to QHF0 with outputs at 424 and 490 nm in the absorption mode, while a molecular full-adder was provided by setting the initial state to QHF+ and observing both absorbance at 490 nm and transmittance at 424 nm.

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期刊信息
  • 《高等学校化学学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中华人民共和国教育部
  • 主办单位:吉林大学 南开大学
  • 主编:周其凤
  • 地址:吉林大学南胡校区
  • 邮编:130012
  • 邮箱:cjcu@jlu.edu.cn
  • 电话:0431-88499216
  • 国际标准刊号:ISSN:0251-0790
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1131/O6
  • 邮发代号:12-40
  • 获奖情况:
  • 首届及第二届国家期刊奖,连续两届“百种中国杰出学术期刊”,中国期刊方阵“双高”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:50676