177 感谢Grok,让我能够使用DeepSearch,这才是理想中可以辅助科研的AI助手呀
本文最后更新于 332 天前,其中的信息可能已经有所发展或是发生改变。

昨天grok3发布了,号称地表最强。

想要让AI给你比较好的答案,那么有两种方法:

  1. 使用最新的模型
  2. 学习Prompt技术,好好和AI聊天

既然号称地表最强,那将尝试一下。尝试登录了一下,一开始没有啥区别。

但是看到下面有两个选项

  • deepSearch
  • Think

体验了一下这个“deepsearch”,这个功能在chatGPT上体验不了,毕竟Plus太贵了。这用这个体验一下,真好呀。

大家要使用的话,可以访问下面两个网站:

  1. 官网:grok.com
  2. x平台:x.ai

本文先放内容,后面放问题和结果。

Grok的DeepSearch的思考过程

我把曾经做过的一份调研报告放进去了,让她检查一下我有没有什么科学性错误。

177 感谢Grok,让我能够体验一把DeepSearch

如上图所示,DeepSearch对这份总结报告分为了好几步进行了查看

  • Thinking
  • 了解学术审查
  • 评估学术标准
  • 分析化学反应
  • 检查改进方法
  • 核实参考文献
  • 探索CSPPC含义

最后给出的结果是在是太牛逼了都。

Note:当然,原文中的图片暂时识别不了。不过无伤大雅,这还是太牛逼了都。

撰写的Prompt:一份文献调研报告 + 指令

这是我之前进行的一份调研报告。把内容贴上去,然后尾部加上一个指令。

C60/CSPPC的文献调研内容
冬冬
2023.01.05
以往阅读文献后,当时记的清楚,但是两个月后可能就忘记了都。为此在2023.01.03设定一个目标,常态化工作期间(非节假日、疫情、不可抗力等),每周要对阅读的文献进行一次文献汇总工作。这现在是今年的第一篇。
元旦前后做了关于C60的文献调研,以便能够在对C60进行改性的基础上和CSPPC进行掺杂。当ppt完工之后,为了更好进行内容回顾,需要将这份文献调研变成调研报告,才能够更好对内容进行利用。

1 C60是什么?
C60是一种含有60个碳的球形材料1, 2。二十世纪60年代末和70年代初,C60作为一种理想的数学模型被提出。十多年后,1984年,Eric Rohlfing、Donald Cox和Andrew kaldor利用激光在超音速氦束中蒸发碳3,合成了C604,但是并没有意识到C60的产生。一年后,Harold Kroto、James R. Heath、Sean C. O’Brien、Robert Curl和Richard Smalley5重复了这部分工作,并且进行了详细的表征,将结构确定为C60。

图 1. C60的结构
图 1 是C60的几何结构。IUPAC根据一定的规则,将60个C进行了编号,其顺序如上图所示。结合图 2中C60在二维的投影可以清晰表达出奇几何结构:C60有60个定点、32个面(包含20个六边形和12个五边形,其中五边形没有相连的点)和90条边(5元环和6元环之间有30条边,可以称之为5:6边;6元环和6元环之间共享60条边,可以称之为6:6键)。6:6键可以视作双键,5:6键可以视为单键,双键长度较短。其中平均键长为0.14 nm。C原子可以被N原子或者B原子取代,产生C59N或者C59B。这里需要引用wikipedia

图 2. C60的二维投影
C60的固体表现为fcc的晶体结构
2 C60可以发生的化学反应
C60有60个C原子和60个H原子,并且含有双键(6:6键),可以发生取代、加成、氧化还原等反应。
2.1 氧化还原反应
C60上有60个C原子:C原子可以得到电子发生还原反应,形成C负离子;或者失去电子,发生氧化反应,形成C正离子。加州大学的Christoper A. Reed和Robert D. Bolskar造2000年对C60的电子结构、以及可能发生的氧化还原反应进行了综述,说明了C60可以通过得失电子对,发生一系列氧化还原反应。

图 3. C60发生还原反应生成C负离子
图 3是C60得到电子对,形成C负离子,发生化学反应的反应机理。

图 4. C60发生氧化反应生成C正离子
图 4是C60失去电子对,形成C正离子发生的反应机理。
根据以上的反应机理,C60还能够通过氧化还原反应和更多的分子进行反应。暂时不进行调研。
2.2 氢化反应
由于C60上有双键,因此能够利用催化剂发生加成反应,引入更多的H原子。C60 在液氨中与锂反应,然后与叔丁醇反应,生成多氢富勒烯的混合物,例如 C60H18、C60H32、C60H36,其中 C60H32 是主要产物。当然,加氢产物同时也可以被 2,3-二氯-5,6-二氰基-1,4-苯醌再氧化,再次得到 C60。由于这种特性,C60可以被用来作为一种储氢材料。
2.3 卤化反应
当然,H原子同样可以被卤素原子取代,发生卤化反应。其中F原子发生1,2加成,Br和Cl发生1,4加成反应。这种现象的原因是Br和Cl的体积较大,会发生体积排斥作用,从而发生1,4加成反应。
2.4 加氧反应
C60上同样可以引入一个或者多个氧原子,成为环氧化物。

图 5. 在C60上引入一个或多个氧原子
2.5 Diels–Alder 反应
Diels-Alder反应是双烯加成反应。

图 6. Diels-Alder反应
由于C60上面有双键,便可以和其他的烯类单体反应,引入环状产物。
2.6 自由基反应
C60不仅可以发生氧化还原反应,同样电子对也可以发生均裂产生C60自由基,发生自由基反应。

图 7. C60发生自由基反应
2.7 环丙烷化反应(宾格尔反应)
1993年,宾格尔6发现在氢化钠或DBU等碱存在下,甲烷富勒烯与丙二酸二乙酯的溴代衍生物发生富勒烯环丙烷化反应。反应结果是在富勒烯上引入环丙烷。

图 8. C60的环丙烷化反应
2.8 金属络合物
C 60 形成类似于更常见的烯烃的配合物7。其中C60可以和钼、钨、铂、钯、铱和钛发生络合,形成络合产物。其反应方程式如下所示
M(CO)6 + C60 → M(η2-C60)(CO)5 + CO (M = Mo, W)
Pt(η2-C2H4)(PPh3)2 + C60 → Pt(η2-C60)(PPh3)2 + C2H4
(η5-Cp)2Ti(η2-(CH3)3SiC≡CSi(CH3)3) + C60 → (η5-Cp)2Ti(η2-C60) + (CH3)3SiC≡CSi(CH3)3

2.9 内嵌富勒烯
C60是一个封闭的环境,可以通过对C60笼状分子的打开与关闭,实现对氢气或者其他惰性气体的存储8。

3 为什么要把C60和高分子相关联?
通过C60能够进行的反应,可以发现C60具有三个优点:电子亲和度高,容易作为氧化剂发生还原反应;具有较多的官能团,单位体积内官能团密度高;能够发生自由基反应,清楚环境当中的自由基。然而C60却有两个致命的缺点9:在溶剂中溶解性差,加工性能不好。缺点使得C60难以被应用到实际当中。
针对这个缺点有三个改进方法10:作为填料插入或者合并到多层无机材料当中,通过物理共混或者化学反应的方法和具有良好溶解性与加工型的高分子反应,作为结构材料当中物理交联点形成超分子结构。

图 9. Mn1-xPS3[K2x(C60-PEO)2]的合成路线
Chen10等发现仅仅通过第一种方法或者第二种方法,无法形成具有良好效果的材料。于是将两者结合起来。第一步,C60和末端带有氨基的PEO进行反应,生成C60-PEO;第二步,通过溶液浇筑法,合成Mn1-xPS3[K2x(C60-PEO)2]。C60的加入能够降低磁相转变的温度,混合物在约40 K时发生顺磁性向铁磁性的磁相变。并且MeH关系也进一步证实了它是一种低温亚磁性纳米复合材料。

图 10. C60/MCNT/polycaprolactone
关于第二种方法,Molinari, F. N.11等将C60和聚已酸内酯、多层碳纳米管溶解在溶液DMF当中,形成均匀溶液后,利用静电纺丝的方法,做出丝状材料。这种材料具有良好的形状记忆和数据存储功能,经历多次循环,性能下降不多。

图 11. C60/聚氨酯材料
Zhang12等将3-氨丙基三乙氧基硅烷和C60(或聚氨酯)发生反应后,产生遥爪型化合物。这种化合物在水解情况下,能够发生连接。

图 12. C60的溴化反应
Tasaki, K13等则通过卤化反应,让高分子和C60产生化学连接。

图 13. C60通过Diels–Alder 反应形成超分子结构
Bai14等通过在高分子上引入呋喃基,然后发生Diels–Alder 反应,从而发生相互关联。后面通过溶液旋涂的方法形成片层结构。
除了实验验证的方法之外,还有通过理论模拟的方法来说明这个问题的。

图 14. C60 Vs C60-OH的性能对比
Mitra, A15通过理论模拟的方法,说明了在C60表面接羟基,会有更好地分散性。从而能够显著提高热稳定性。

图 15. 理论模拟C60/环氧树脂
Jeyranpour, F16通过理论模拟的方法,C60和环氧树脂的模拟过程。结果发现玻璃化转变温度变化不大,但是力学性能有所提高,即杨氏模量、剪切模量相对于没有加入C60的环氧树脂有所提高。

图 16. 理论模拟 C60/PMMA
Kropka, J. M.17通过理论模拟的方法研究了C60/PMMA材料。当加入了C60之后,在理论上增加了松弛时间。所以在宏观上表现出来的是玻璃化转变温度和热降解温度升高。

4 总结
通过文献调研后发现,C60由于具有双键、氢,可以发生多种反应和高分子之间形成共价键,从而显著提高高分子的热稳定性、机械稳定性和光学性能等。

参考文献

  1. Fullerene. Wikipedia[E/OL]. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Fullerene&oldid=1127730188
    https://en.wikipedia.org/wiki/Fullerene
  2. Buckminsterfullerene. Wikipedia[E/OL]. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Buckminsterfullerene&oldid=1130990868
    https://en.wikipedia.org/wiki/Buckminsterfullerene
  3. Rohlfing, E. A.; Cox, D. M.; Kaldor, A., Production and characterization of supersonic carbon cluster beams. The Journal of Chemical Physics 1984, 81 (7), 3322-3330. https://www.doi.org/10.1063/1.447994
  4. Smalley, R. E., Discovering the fullerenes. Reviews of Modern Physics 1997, 69 (3), 723-730. https://www.doi.org/10.1103/RevModPhys.69.723
  5. Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O’Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E., C60: Buckminsterfullerene. Nature 1985, 318 (6042), 162-163. https://www.doi.org/10.1038/318162a0
  6. Bingel, C., Cyclopropanierung von Fullerenen. Chem. Ber. 2006, 126 (8), 1957-1959. https://www.doi.org/10.1002/cber.19931260829
  7. Steed, J. W.; Atwood, J. L., Supramolecular Chemistry. Wiley: 2009.
  8. Endohedral fullerene. Wikipedia[E/OL]. https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Endohedral_fullerene&oldid=1082044860
    https://en.wikipedia.org/wiki/Endohedral_fullerene
  9. Parker, D. H.; Wurz, P.; Chatterjee, K.; Lykke, K. R.; Hunt, J. E.; Pellin, M. J.; Hemminger, J. C.; Gruen, D. M.; Stock, L. M., HIGH-YIELD SYNTHESIS, SEPARATION, AND MASS-SPECTROMETRIC CHARACTERIZATION OF FULLERENES C60 TO C266. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113 (20), 7499-7503. https://www.doi.org/10.1021/ja00020a008
  10. Chen, X. G.; Li, Z.; Zhou, H. Q.; Wang, T. J.; Qin, J. G.; Inokuchi, M., The intercalation of C-60-containing PEO into layered MnPS3. Polymer 2007, 48 (11), 3256-3261. https://www.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.03.074
  11. Molinari, F. N.; Barragan, E.; Bilbao, E.; Patrone, L.; Gimenez, G.; Medrano, A. V.; Tolley, A.; Monsalve, L. N., An electrospun polymer composite with fullerene-multiwalled carbon nanotube exohedral complexes can act as memory device. Polymer 2020, 194. https://www.doi.org/10.1016/j.polymer.2020.122380
  12. Zhang, T.; Xi, K.; Yu, X. H.; Gu, M.; Guo, S. L.; Gu, B.; Wang, H. T., Synthesis, properties of fullerene-containing polyurethane-urea and its optical limiting absorption. Polymer 2003, 44 (9), 2647-2654. https://www.doi.org/10.1016/s0032-3861(03)00173-3
  13. Tasaki, K.; Gasa, J.; Wang, H. B.; DeSousa, R., Fabrication and characterization of fullerene - Nafion composite membranes. Polymer 2007, 48 (15), 4438-4448. https://www.doi.org/10.1016/j.polymer.2007.05.049
  14. Bai, J.; He, Q.; Shi, Z. X.; Tian, M.; Xu, H. J.; Ma, X. D.; Yin, J., Self-assembled elastomer nanocomposites utilizing C-60 and poly(styrene-b-butadiene-b-styrene) via thermally reversible Diels-Alder reaction with self-healing and remolding abilities. Polymer 2017, 116, 268-277. https://www.doi.org/10.1016/j.polymer.2017.03.080
  15. Mitra, A.; Trifkovic, M.; Ponnurangam, S., Surface Functionalization-Induced Effects on Nanoparticle Dispersion and Associated Changes in the Thermophysical Properties of Polymer Nanocomposites. Macromolecules 2021, 54 (9), 3962-3971. https://www.doi.org/10.1021/acs.macromol.1c00184
  16. Jeyranpour, F.; Alahyarizadeh, G.; Minuchehr, A., The thermo-mechanical properties estimation of fullerene-reinforced resin epoxy composites by molecular dynamics simulation - A comparative study. Polymer 2016, 88, 9-18. https://www.doi.org/10.1016/j.polymer.2016.02.018
  17. Kropka, J. M.; Putz, K. W.; Pryamitsyn, V.; Ganesan, V.; Green, P. F., Origin of dynamical properties in PMMA-C-60 nanocomposites. Macromolecules 2007, 40 (15), 5424-5432. https://www.doi.org/10.1021/ma070407p

{{Prompt:以学术性、规范性来评判这个总结报告,检查其中是否有科学常识性错误、逻辑错误、语言错误等}}

其中末尾的指令使用括号是为了强调,具体可参考071 ChatGPT Prompt进阶2.1 占位符的使用

具体的结果

下面是经过DeepSearch思考后的结果。太牛逼了都。

关键点: 这份关于C60的文献调研报告总体科学准确,但存在一些小问题,若要达到学术标准需改进。

报告概述 这份报告详细介绍了C60(富勒烯)的结构、化学反应及其与高分子的结合应用,旨在为C60的改性和与CSPPC的掺杂提供基础。报告内容包括C60的发现历史、化学性质以及与聚合物的结合方式,引用了多篇学术论文和维基百科。

科学准确性 报告大部分内容正确,例如C60的球形结构(60个碳原子,12个五边形和20个六边形)和其能进行氧化还原、加氢等反应。但有几处需修正:

  • 错误: 报告称C60“有许多官能团”,实际上C60本身无官能团,需通过化学反应引入。
  • 不准确: 卤化反应部分提到溴和氯发生1,4加成,表述可能不够精确,应更明确说明在富勒烯化学中的加成模式。
  • 误导: 提到C60通过开闭笼子存储气体,实际内嵌富勒烯的形成过程较为复杂。

学术标准 报告引用了学术论文,格式基本符合标准,但使用维基百科作为参考不适合学术用途,建议替换为期刊文章。此外,报告更多是信息罗列,缺乏批判性分析,可进一步总结研究趋势。

令人意外的细节 有趣的是,报告提到C60可通过Diels-Alder反应与高分子形成自愈合材料,这为开发智能材料提供了新思路,特别是在形状记忆和数据存储领域。

文献调研报告

这份文献调研报告详细探讨了C60(富勒烯)的性质及其与高分子的结合潜力,旨在为C60的改性和与CSPPC的掺杂提供理论基础。以下是详细分析,包括科学准确性评估和学术标准符合性检查。

C60的结构与历史

C60是一种由60个碳原子组成的球形分子,结构类似足球,包含12个五边形和20个六边形,1985年由Kroto等人发现,并因其独特几何形状被广泛研究。报告正确引用了发现历史,例如1984年Rohlfing等人首次合成但未识别C60,次年Kroto等通过详细表征确认其结构 Kroto, H. W.; Heath, J. R.; O’Brien, S. C.; Curl, R. F.; Smalley, R. E., C60: Buckminsterfullerene. Nature 1985, 318 (6042), 162-163
C60的固体形式为面心立方(fcc)晶体结构,平均键长为0.14 nm,6:6键可视为双键,5:6键为单键,这与文献一致。

C60的化学反应

报告列举了C60的多种化学反应,包括氧化还原、加氢、卤化、加氧、Diels-Alder反应、自由基反应、宾格尔反应(环丙烷化)以及金属络合。

  • 氧化还原反应: 报告正确提到C60可得失电子形成阴离子或阳离子,引用了Reed和Bolskar 2000年的综述 Reed, C. A.; Bolskar, R. D., Electron Transfer Reactions of C60. Chem. Rev. 2000, 100 (3), 1075-1120
  • 加氢反应: 提到C60可生成如C60H32的主要产物,并可再氧化回C60,适合作为储氢材料,符合文献。
  • 卤化反应: 报告称氟发生1,2加成,溴和氯发生1,4加成,理由为体积排斥。但在富勒烯化学中,加成模式更常描述为[6,6]键或[5,6]键的反应,1,4加成的表述可能不够精确,需进一步澄清。
  • Diels-Alder反应: 正确描述C60可作为亲二烯体,与烯类单体反应形成环状产物。
  • 宾格尔反应: 1993年Bingel发现的环丙烷化反应描述准确,引用了原始文献 Bingel, C., Cyclopropanierung von Fullerenen. Chem. Ber. 1993, 126 (8), 1957-1959
  • 内嵌富勒烯: 报告提到C60可通过开闭笼子存储气体,但实际内嵌富勒烯(如C60内含氦)通常在合成时形成,开闭笼子的描述可能误导,需更准确说明。

C60与高分子的结合

报告分析了将C60与高分子结合的动机:C60具有高电子亲和力、多反应位点和自由基清除能力,但溶解性和加工性差。为解决此问题,报告提出了三种改进方法:

  • 作为填料插入无机材料;
  • 通过物理共混或化学反应与高分子结合;
  • 形成超分子结构作为物理交联点。

报告提供了多个实例:

理论模拟部分也包括Mitra等(2021)研究C60-OH的分散性提高热稳定性 Mitra, A.; Trifkovic, M.; Ponnurangam, S., Surface Functionalization-Induced Effects on Nanoparticle Dispersion and Associated Changes in the Thermophysical Properties of Polymer Nanocomposites. Macromolecules 2021, 54 (9), 3962-3971,以及Jeyranpour等(2016)模拟C60/环氧树脂的力学性能提升 Jeyranpour, F.; Alahyarizadeh, G.; Minuchehr, A., The thermo-mechanical properties estimation of fullerene-reinforced resin epoxy composites by molecular dynamics simulation - A comparative study. Polymer 2016, 88, 9-18

科学准确性与学术标准评估

  • 科学准确性: 报告大部分内容与文献一致,但存在以下问题:
    • 称C60“有许多官能团”错误,C60本身无官能团,需通过反应引入。
    • 卤化反应描述可能不精确,建议用富勒烯化学的术语(如[6,6]键加成)替代1,4加成的表述。
    • 内嵌富勒烯部分关于开闭笼子存储气体的描述过于简化,需更准确说明。
  • 学术标准: 报告引用了多篇期刊论文,格式基本符合标准,但使用维基百科(如富勒烯定义)不适合学术用途,建议替换为期刊文章。此外,报告更多是信息罗列,缺乏对研究趋势的批判性分析,可通过总结C60与高分子结合的潜在应用(如自愈合材料)提升学术深度。

总结与建议

这份报告为C60的改性和与CSPPC掺杂提供了有用信息,科学准确性较高,但需修正上述几处错误以提升学术质量。特别值得注意的是,C60通过Diels-Alder反应形成自愈合材料的应用,展现了其在智能材料领域的潜力。

关键引文

实在是太牛逼了都。

作者:Dongdong
链接:http://ddw2019.com/177
声明: 本博客所有文章除特别声明外,均采用CC BY-NC-SA 4.0协议,转载请注明文章地址。

如果观众姥爷们觉得冬冬的博客还不错,可以订阅赏杯奶茶让我继续撰写下去呦 (ฅ´ω`ฅ)

评论

  1. Image
    ken
    11 月前
    2025-2-22 16:07:26

    请问一下这个和deepseek比较起来,孰优孰劣?在国内没有梯子,如何才能访问grok呢?

    • Image
      Dongdong
      博主
      ken
      11 月前
      2025-2-22 16:15:03

      都用了,但是感觉Grok的Deepsearch模式非常好用。
      1. 马斯克为Grok搭建服务器强大,所以回复速度非常快。
      2. Grok3有三种模式,普通模式,Think模式,DeepSearch模式。其中Grok3的DeepSearch模式在搞科研,超越了现有的DeepSeek R1模型。不然的话,你把本文中第二段的内容复制到DeepSeek,用R1模型,看看会返回什么结果。

      最后,关于如何访问,自行从网络上查阅如何访问。

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