Although recognized in small molecules for quite some time, the implications of halogen bonding in biomolecular systems are only now coming to light. In this study, several systems of proteins in complex with halogenated ligands have been investigated by using a two-layer QM/MM ONIOM methodology. In all cases, the halogen−oxygen distances are shown to be much less than the van der Waals radius sums. Single-point energy calculations unveil that the interaction becomes comparable in magnitude to classical hydrogen bonding. Furthermore, we found that the strength of the interactions attenuates in the order H ≈ I > Br > Cl. These results agree well with the characteristics discovered within small model halogen-bonded systems. A detailed analysis of the interactions reveals that halogen bonding interactions are responsible for the different conformation of the molecules in the active site. This study would help to establish such interaction as a potential and effective tool in the context of drug design.

MXene, a new family of 2D materials, possesses excellent electrical conductivity and hydrophilicity. To date, the majority of MXenes are only successfully produced by exfoliating the MAX phases with high concentration hydrofluoric acid (HF). In this study, the 2D MXene Ti3C2 with larger interplanar spacing was successfully obtained by etching Ti3AlC2 with bifluoride (NaHF2, KHF2, NH4HF2) in single-stage process. The morphology, structure and element composition of prepared Ti3C2 samples were characterized by scanning electron smicroscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), X-ray diffraction (XRD), energy dispersive spectrometer (EDS). The synthesis mechanism of Ti3C2 was elaborately demonstrated. The possible reaction equations between Ti3AlC2 and different bifluorides were generalized, indicating the formation of hydrosoluble by-products of Na3AlF6, K3AlF6 and (NH4)3AlF6. This work presents a safely effective method to synthesize the 2D nanocrystals MXene.

Water-insoluble β-cyclodextrin-based fibers were synthesized by electrospinining followed by thermal cross-linking. The fibers were characterized by field-emission scanning electron microscopic (FE-SEM) and Fourier transformed infrared spectrometer (FT-IR). The highly insoluble fraction obtained from different pH values (3-11) indicates successful cross-linking reactions and their usability in aqueous solution. After the cross-linking reaction, the fibers' tensile strength increases significantly and the BET surface area is 19.49 m(2)/g. The cross-linked fibers exhibited high adsorption capacity for cationic dye methylene blue (MB) with good recyclability. The adsorption performance can be fitted well with pseudo-second-order model and Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacity is 826.45 mg/g according to Langmuir fitting. Due to electrostatic repulsion, the fibers show weak adsorption toward negatively charged anionic dye methyl orange (MO). On the basis of the selective adsorption, the fiber membrane can separate the MB/MO mixture solution by dynamic filtration at a high flow rate of 150 mL/min. The fibers can maintain good fibrous morphology and high separation efficiency even after five filtration-regeneration cycles. The obtained results suggested potential applications of β-cyclodextrin-based electrospun fibers in the dye wastewater treatment field.

The production of H2O2 has been taken for a crucial reason for antimicrobial activity of ZnO without light irradiation. However, how the H2O2 generates in ZnO suspension is not clear. In the present work, the comparatively detections on three kinds of ZnO, tetrapod-like ZnO whiskers (t-ZnO), nanosized ZnO particles (n-ZnO), and microsized ZnO particles (m-ZnO), showed that the antimicrobial activity of ZnO was correlated with its production of H2O2. Oxygen vacancy (VO) in the surface layer of ZnO crystals determined by XPS indicated that it was quite probably involved in the production of H2O2. To validate the role of VO, the concentration of VO in t-ZnO was adjusted by heat-treatment under the atmospheres of H2, vacuum, and O2, respectively, and the H2O2 production and antimicrobial effect were detected. Consistently, the t-ZnO treated in H2, which possessed the most VO in its crystal, produced the most H2O2 and displayed the best antimicrobial activity. These results provide the basis for developing a more detailed mechanism for H2O2 generation catalyzed by ZnO and for taking greater advantage of this type of antimicrobial agent.

A new approach has been put forward to efficiently synthesize graphene/PANi hybrids with significantly enhanced microwave absorption.

A small amount of carbon nanotubes (CNTs) was added into poly(vinylidene fluoride) (PVDF)/boron nitride (BN) composites through melt blending processing. The thermal conductivity, microstructure changes including the crystallization behavior of PVDF matrix and the dispersion states of fillers in the composites, and the electrical conductivity of the composites were comparatively investigated. The results demonstrated that compared with the PVDF/BN composites at the same BN content, the ternary PVDF/BN/CNT composites exhibited largely enhanced thermal conductivity. In the PVDF/BN/CNT composites, the crystallinity of the PVDF matrix was slightly increased while the crystal form remained invariant. BN particles exhibited homogeneous dispersion in the PVDF/BN composites, and they did not affect the rheological properties of the PVDF/BN composites when the BN content was lower than 10 wt %. The presence of CNTs did not affect the interfacial adhesion between BN and PVDF, but they facilitated the formation of denser BN/CNT network structure in the composites. The mechanisms were then proposed to explain the largely enhanced thermal conductivity of the PVDF/BN/CNT composites. Furthermore, the dielectric property measurements demonstrated that the PVDF/BN/CNT composites containing relatively low BN content exhibited a high dielectric constant with a low dielectric loss. This endowed the PVDF/BN/CNT composites with a greater potential application in the field of electronic devices.