草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征研究:寻找行星生命的有效方法

草酸盐矿物的形成可以用来证明苔藓、真菌等低级生物的存在. 系统研究了一水草酸钙石、二水草酸钙石、草酸铜石、草酸铁石、草酸镁石、草酸钠石和草酸胺石等7种草酸盐矿物的Raman和红外光谱特征. 研究表明, 草酸盐矿物的CO Raman伸缩振动峰与阳离子种类有关, 二水草酸钙石、草酸铜石、草酸镁石、草酸钠石的CO Raman伸缩振动峰依次是1468, 1489, 1471, 1456 cm^-1. 除草酸胺石外, 只有Raman和红外光谱特征能够证明这些草酸盐矿物的络合特性. 还对水的OH 伸缩振动的光谱学特征进行了测定和分析, 用来区分草酸钙石中是否含有结晶水及结晶水的含量. 结果的重要性在于可以用振动光谱技术来鉴定赋存在岩石表层的草酸盐矿物, 从而用于证明其他行星(如火星)上是否有生命或曾经有生命存在.     

非细胞体系核重建的原子力显微镜观察

非细胞体系是研究有丝分裂中核重建过程的重要方法. 原子力显微镜以其高分辨成像的功能已成为观察生物体系的有力工具, 但目前原子力显微镜在非细胞体系研究中的应用还未见报道. 提出了一种适用于原子力显微镜观察的空气干燥样品制备方法, 利用原子力显微镜观察了非细胞体系核重建过程, 得到了高分辨、高质量的非细胞体系核重建过程的形貌像, 并且清晰地分辨出直径为100 nm的膜泡和它在接近染色质表面的形态变化. 为进一步了解核膜的重建机理提供了方向.     

高铝榍石中P+Mg+F=Si+Al+OH特殊替代的高压效应

榍石是变质岩石中很常见的副矿物.在榍石中有多种常见的元素替代关系,A1和Fe~(3+)常取代八面体中的Ti,同时OH和F取代非四面体中的O.这些元素类质同像替代关系可通过公式Ti+O=(Al,Fe~(3+)+(OH,F)来表示.Smith将榍石的端元组分划分为5种:CaTiSiO_4O(氧钛榍石)、CaFe~(3+)SiO_4OH(羟铁榍石)、CaFe~(3+)SiO_4F(氟铁榍石)、CaAlSiO_4OH(羟铝榍石)和CaAlSiO_4F(氟铝榍石).其中,CaTiSiO_4O和Ca(Al,Fe~(3+))SiO_4(OH,F)之间为不连续固溶体.自然界的榍石中CaAlSiO_4(OH,F)端元组分的含量可在0%～50%之间变化.按照矿物晶格中Al含量的不同,榍石被划分为低铝榍石(X_(Al)<0.25)和高铝榍石(X_(Al)>0.25).在高压和超高压大理岩及产于其中的榴辉岩中,高铝榍石常作为一种高压和超高压矿物产出,在这些高压和超高压榍石中Al常替代八面体位置中的Ti,同时F替代非四面体位置中的O.这种耦合替代关系(Al+F=Ti+O)被认为是高压或超高压变质作用在榍石晶格中的反映,是一种具高压或超高压效应的替代关系.最近我们在产于苏鲁超高压变质带东南端的荣城杨官屯的大理岩中发现含P和Mg的高铝榍石.本文简要地描述了这种高铝榍石的产出特征和矿物化学成分,并讨论了其晶格中的元素替代关系及其高压效应.     

方解石表面的原子力显微镜研究

原子力显微镜(Atornic force microscope,简称AFM)是1985年Binnig等人发明的新型表面分析仪器叫,它和扫描隧道显微镜(scanning tunneling microscope,简称STM)都是当今唯一能在正空间直接观察物质表面结构并具有原子级分辨率的仪器,但与STM不同的是,原子力显微镜不仅能观察导电物质的表面,而且能观察不导电物质的表面,因而具有更为广阔的应用范围。由于大多数矿物为绝缘体,因此AFM对于矿物学的研究有着特殊的意     

新的锂矿物——扎布耶石的晶体结构

一、矿物学 扎布耶石(Zabuyelite)是在我国西藏扎布耶盐湖中首次发现的天然碳酸锂新矿物。由产地而得名。矿物属单斜晶系,晶形完好,呈细长柱状,晶体无色透明。比重D_(实测)=2.09±0.01。{100}解理完全。矿物的化学成分经扣除杂质后,CO_2为48％,Li_2O为34％,其分子数之比近似1:1,因此,矿物的化学式为Li_2CO_3,化学成分列于表1。扎布耶石与人造碳酸锂的X射线粉晶衍射线相一致(见表2)。     

复合薄膜CoFe_2O_4/TiO_2的制备及磁性

以钛酸丁酯和金属盐酸盐为原料,采用溶胶-凝胶工艺制备CoFe2O4/TiO2复合薄膜.探讨热处理温度和前驱液pH值对CoFe2O4/TiO2复合薄膜结构及磁性的影响.通过X射线衍射(XRD)分析了复合薄膜的相结构;采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和偏光显微镜(PLM)观测了薄膜表面形貌;用振动样品磁强计(VSM)测试了样品的磁性.结果表明,薄膜生长过程中两相组分的晶体各自析出长大,CoFe2O4均匀地嵌埋于TiO2基体中;薄膜中晶粒的生长对反应体系的pH值、热处理温度依赖性较大,前驱液pH在2~3范围内,经800℃热处理后得到纳米复合薄膜,晶粒平均粒径为19nm;随着热处理温度的升高,复合薄膜的磁性增强.     

螺旋波等离子体合成SiON薄膜及其特性

采用不同比例的N_2/Ar螺旋波等离子体(HWP),对Si表面进行氮化处理合成SiON薄膜.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)结果显示,SiON薄膜主要由Si–O–N和Si–N键的两相结构组成.原子力显微镜结果表明氮化层光滑平整,薄膜表面粗糙度小于1.2 nm.水接触角的测量表明经过等离子体处理后样品表面疏水性能提高.放电过程中通过发射光谱采集了不同N_2和Ar流量比放电时的光谱数据,研究了等离子体中的粒子与SiON薄膜结构之间的关系.     

碳硅钙石的晶体结构

碳硅钙石(scawtite)——Ca_7(Si_6O_(18))(CO_3)·2H_2O是钙的碳酸盐硅酸盐矿物的第三个成     

氢鼓泡的形核、长大和开裂

用显微镜原位观察了车轮钢中氢鼓泡的长大过程, 用块状非晶观察了氢鼓泡破裂后的局部断口形貌. 结果表明, 氢鼓泡形核、长大和开裂的过程如下: 氢使过饱和空位浓度急剧升高, 空位聚集成空位团后, 随着空位和氢的不断进入长大成氢鼓泡. 随氢压升高, 基体变形可使近表面鼓泡鼓出表面; 氢压进一步升高可使鼓泡开裂, 体积增大使氢压下降引起止裂; 随氢进入氢压进一步升高, 可使止裂裂纹重新扩展直至鼓泡破裂.     

Al3+-配位作用诱导的囊泡相

合成了表面活性剂月桂酸铝[(C₁₁H₂₃COO)₃Al], 对其与非离子表面活性剂十四烷基二甲基氧化胺(C₁₄DMAO)混合体系在水溶液中的相行为进行了研究, 观察到了Lα-相, 并利用偏光显微镜(POM)和透射电子显微镜(TEM)确认了多层囊泡的存在. 该囊泡相的形成是Al³⁺的金属配位作用所导致的, 此类配位囊泡相可被用作无机纳米材料制备的前驱体.     

叙永石的Hugoniot物态方程及高岭石→莫来石转变机制的初步分析

用阻抗匹配法和PZT压电探针技术 ,在 10 0GPa的冲击压力范围内测量了两种孔隙度的叙永石样品的Hugoniot物态方程 ,发现其存在低压和高压两个相区 .通过用热力学叠加原理计算的理论Hugoniot物态方程与实测结果的对比 ,确定了其高压相区的矿物组分 ,并据此分析其相变机制 .这一新的途径确认 :高岭石→莫来石高温高压转变过程中存在SiO2 和Al2 O3 的大量分凝 ,由SiO2 和Al2 O3 反应生成莫来石是形成莫来石的主要途径 .     

自天然卤水获得钠硼解石的初步研究

钠硼解石(NaCaB_5O_9·8H_2O)是一种自然界常见的硼酸盐矿物,主要分布在南美和我国青藏高原的盐湖中,以及美国西部克拉茂(Kramer)第三纪硼矿中。然而,对其成因的研究至今尚少。我们自天然卤水获得钠硼解石在世界上仍是首次。 1982年8月作者曾与英国布里斯托大学G.Eglinton教授和中国科学院贵阳地球化学研     

A/SDS复配体系中管状结构的自发形成

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和动态光散射(DLS),研究了磷酸三酯(PTA)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系在水溶液中囊泡的自发形成及其向管状结构的转化.当PTA/SDS摩尔比为3︰7,总浓度为0.01mol/L时,观察到球状囊泡聚结成直径约100nm,长度约7000nm的管状结构.而且管状结构的直径、长度及数量均随表面活性剂总浓度及样品放置时间的增加而显著增长.     

PTA/SDS复配体系中管状结构的自发形成

利用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)和动态光散射(DLS), 研究了磷酸三酯(PTA)与十二烷基硫酸钠(SDS)混合体系在水溶液中囊泡的自发形成及其向管状结构的转化. 当PTA/SDS摩尔比为3︰7, 总浓度为0.01 mol/L时, 观察到球状囊泡聚结成直径约100 nm, 长度约7000 nm的管状结构. 而且管状结构的直径、长度及数量均随表面活性剂总浓度及样品放置时间的增加而显著增长.     

云母和石墨表面结构的激光检测原子力显微镜研究

1986年,Binnig等人研制成功第一台原子力显微镜(AFM)。和STM不同,AFM不受样品导电性的限制,因而其应用领域更为广阔。1988年,国外开始对AFM进行改进,研制出激光检测原子力显微镜(Laser-AFM)。1989年,国外的Laser-AFM达到了原子级分辨率。目前,AFM已发展成为一种十分重要的表面分析仪器。我们在已有的STM和AFM基础上,又成功地研制出国内第一台全自动Laser-     

单斜蓝硒铜矿——一种新的亚硒酸盐矿物

单斜蓝硒铜矿是由X射线粉晶分析发现的。通过对单斜蓝硒铜矿的一系列的研究,现已确定单斜蓝硒铜矿是一种新的含铜含水的亚硒酸盐矿物。单斜蓝硒铜矿的化学成分与蓝硒铜矿相同,但该矿物的粉晶数据、所属晶系、空间群、光学性质都不同于蓝硒铜矿。单斜蓝硒铜矿与蓝硒铜矿应是同质多象关系,所以我们将该矿物命名为单斜蓝硒铜矿。     

原子力显微镜观测并切断在Si表面拉直的DNA分子

DNA具有稳定的线性结构和一定的导电性能, 因而有可能作为纳米导线来构成纳米器件. 为此, 人们已经采用很多方法尝试以DNA为基础单元构成纳米图型. 用原子力显微镜观察自由液流法在Si表面拉直的λ-DNA分子, 观察到加二次液流后λ-DNA 形成的悬链线状结构和交叉的DNA网络, 并成功地用原子力显微镜针尖切断在Si表面拉直的λ-DNA分子.     

随州陨石冲击熔脉中的NaAlSi3O8-锰钡矿和其他高压相矿物

随州陨石含有很少几条宽度仅为0.02-0.09mm的细熔脉，在其中发现了多种冲击成因的高压相矿物，如粗粒的NaAlSi3O8-锰钡矿、林伍德石、镁铁榴石以及细粒的的镁铁榴石-镁铝榴石固溶体。这是在含熔脉极细的球粒陨石中发现高压相矿物的第1例。随州陨石熔脉中的锰钡矿结构斜长石为单质矿物相，它不与钠长石玻璃一类的硅酸盐玻璃相结合在一起。上述数种高压相矿物的存在限定了随州陨石熔脉内矿物所受的压力最高达23-24GPa，温度最高达1900-2000℃，同时还说明随州陨石熔脉内高压状态的保持时间应较长（数秒种），这样才能使硅酸盐矿物在高压下进行固态相转变或从熔体中晶出。在随州陨石中发现自然界第1例单相晶质NaAlSi3O8-锰钡矿，对了解碱金属在深部地幔中的地球化学行为具有重要意义。     

东海火山晶屑泡壁结构的发现

海洋学院东方红号调查船于1981年6月在东海北部进行了综合海洋调查,并在38个实测站位采集了表层沉积样。我们在研究这些样品时,发现了具有泡壁结构的火山晶屑,晶屑主要为石英(图1)、长石(图2)及紫苏辉石(图3)。所谓泡壁结构,即在这些矿物的表面粘附了一层玻璃质包壳,由于玻璃具有气泡而使晶屑表面呈现多孔状外貌。这种结构国外虽已有报     

高湿度环境下衬底表面对牛胰岛素聚集的影响

利用原子力显微镜观察了牛胰岛素(bovine insulin)在高湿度环境下(相对湿度大于90%)、在4 种不同衬底表面上的聚集行为. 在高湿度环境下, 衬底表面会形成一层纳米级水膜, 牛胰岛素分子会在水膜中扩散、迁移、聚集. 原子力显微镜观察表明, 牛胰岛素在不同衬底表面呈现出形式多样的聚集状态: 在MICA 表面形成排列比较规则的纤维; 在APS-MICA表面呈现出较杂乱的聚集状态; 在高温热解石墨(HOPG)表面蛋白分子主要吸附在HOPG 的台阶上, 堆积成高点并沿着台阶呈线状排列; 在OTS-MICA 表面, 部分区域出现团聚, 小部分聚集成纤维状. 这些结果表明: 在高湿度条件下, 不同衬底表面对牛胰岛素的聚集有很大影响, 可以利用不同性质的衬底表面来调制牛胰岛素的聚集.