2025年大學(xué)《分子科學(xué)與工程》專業(yè)題庫——分子刺激器件設(shè)計(jì)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種刺激方式不屬于分子刺激器件中常見的物理刺激？A.光照B.電流C.化學(xué)物質(zhì)D.磁場2.在分子刺激器件的設(shè)計(jì)中，選擇合適的刺激響應(yīng)材料至關(guān)重要。以下哪種材料通常不作為刺激響應(yīng)材料的主體？A.聚合物B.金屬C.離子液體D.量子點(diǎn)3.下列哪種效應(yīng)不是光致變色材料在分子刺激器件中發(fā)揮作用的基礎(chǔ)？A.光致變色B.光致發(fā)光C.光致分解D.光致形變4.對于電刺激響應(yīng)的分子器件，其性能通常與以下哪個(gè)因素密切相關(guān)？A.器件的面積B.器件的厚度C.器件中電活性材料的介電常數(shù)D.器件中電活性材料的熔點(diǎn)5.在設(shè)計(jì)用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的分子刺激器件時(shí)，以下哪個(gè)因素不是需要重點(diǎn)考慮的？A.器件的生物相容性B.器件的機(jī)械強(qiáng)度C.器件的刺激響應(yīng)速度D.器件的尺寸6.下列哪種方法不是用于提高分子刺激器件刺激響應(yīng)靈敏度的常用手段？A.優(yōu)化器件結(jié)構(gòu)B.使用具有更高響應(yīng)系數(shù)的刺激響應(yīng)材料C.增加器件的厚度D.提高刺激強(qiáng)度7.在分子刺激器件的設(shè)計(jì)中，以下哪個(gè)概念描述的是器件對外界刺激產(chǎn)生響應(yīng)的能力？A.刺激響應(yīng)性B.信號轉(zhuǎn)換效率C.器件穩(wěn)定性D.輸出功率8.下列哪種材料通常不用于構(gòu)建分子刺激器件的電極？A.金B(yǎng).銀納米線C.石墨烯D.聚合物9.在分子刺激器件的制備過程中，以下哪個(gè)步驟通常不是必要的？A.材料合成B.器件組裝C.電路連接D.數(shù)據(jù)分析10.分子刺激器件在哪個(gè)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景？A.信息存儲B.醫(yī)療診斷C.能源轉(zhuǎn)換D.以上所有二、填空題1.分子刺激器件通常由______、______和______三部分組成。2.光致變色材料的分子結(jié)構(gòu)在受到光照時(shí)會發(fā)生______，導(dǎo)致其光學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化。3.電刺激響應(yīng)的分子器件通常需要選擇具有______的電解質(zhì)作為介電材料。4.評價(jià)分子刺激器件性能的重要指標(biāo)之一是______，它表示器件對外界刺激的敏感程度。5.分子刺激器件在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域可以用于______和______等應(yīng)用。三、簡答題1.簡述分子刺激器件的基本工作原理。2.比較光刺激和電刺激在分子刺激器件中的優(yōu)缺點(diǎn)。3.簡述分子刺激器件在醫(yī)療診斷領(lǐng)域的主要應(yīng)用。4.簡述設(shè)計(jì)分子刺激器件時(shí)需要考慮的主要因素。四、論述題論述分子刺激器件在未來科技發(fā)展中的潛在應(yīng)用前景，并舉例說明。五、設(shè)計(jì)題設(shè)計(jì)一個(gè)基于光致變色材料的分子刺激器件，用于控制微型機(jī)器人的運(yùn)動。請說明器件的結(jié)構(gòu)、工作原理、材料選擇以及性能預(yù)期。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.B6.C7.A8.D9.D10.D二、填空題1.刺激源，響應(yīng)材料，輸出裝置2.異構(gòu)化/重排3.高介電常數(shù)4.靈敏度5.診療，傳感三、簡答題1.解析思路：分子刺激器件通過刺激源（如光、電、磁、化學(xué)物質(zhì)等）作用于器件中的刺激響應(yīng)材料，引發(fā)材料分子結(jié)構(gòu)或性質(zhì)的變化，進(jìn)而導(dǎo)致器件性能的改變（如電阻、電容、光學(xué)性質(zhì)等的變化），從而實(shí)現(xiàn)對外界刺激的感知或控制。簡答題需要回答刺激源、響應(yīng)材料、性能變化這幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。2.解析思路：光刺激的優(yōu)點(diǎn)是可控性強(qiáng)、非侵入性、可遠(yuǎn)程操作；缺點(diǎn)是穿透深度有限、易受環(huán)境光干擾。電刺激的優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)速度快、靈敏度高；缺點(diǎn)是需要外部電源、可能存在生物安全性問題。比較時(shí)需突出各自的優(yōu)劣。3.解析思路：分子刺激器件在醫(yī)療診斷領(lǐng)域可用于制作生物傳感器、藥物遞送系統(tǒng)、組織工程支架等。例如，利用其刺激響應(yīng)特性實(shí)現(xiàn)對病灶的靶向治療或?qū)崟r(shí)監(jiān)測。需要列舉至少兩種具體應(yīng)用并簡要說明。4.解析思路：設(shè)計(jì)分子刺激器件時(shí)需考慮刺激類型、響應(yīng)材料的選擇、器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、性能優(yōu)化、穩(wěn)定性、生物相容性（如適用）、成本等因素。需要全面涵蓋設(shè)計(jì)過程中的關(guān)鍵考量點(diǎn)。四、論述題解析思路：論述題需展現(xiàn)對分子刺激器件未來應(yīng)用的廣闊視野?？梢詮暮暧^層面（如智能制造、醫(yī)療健康、環(huán)境監(jiān)測等）展開，結(jié)合具體實(shí)例說明其潛在價(jià)值。例如，在醫(yī)療領(lǐng)域，可展望用于智能藥物輸送系統(tǒng)、組織工程、疾病診斷與治療等；在智能機(jī)器人領(lǐng)域，可展望用于微型機(jī)器人的驅(qū)動或控制等。論述需邏輯清晰，論據(jù)充分，體現(xiàn)前瞻性思維。五、設(shè)計(jì)題解析思路：設(shè)計(jì)題考察綜合運(yùn)用知識解決實(shí)際問題的能力。設(shè)計(jì)過程應(yīng)包含以下要素：*器件結(jié)構(gòu)：需要明確器件的基本結(jié)構(gòu)，如光學(xué)層、刺激響應(yīng)層、基底層等，并說明各層材料及其作用。*工作原理：清晰闡述器件如何響應(yīng)光刺激，以及如何將這種響應(yīng)轉(zhuǎn)化為微型機(jī)器人的運(yùn)動控制。例如，光致變色材料的光學(xué)性質(zhì)變化如何影響器件的力學(xué)性能或電學(xué)性能，進(jìn)而驅(qū)動機(jī)器人。*材料選擇：需要選擇合適的