水热条件下二氧化钛晶体同质变体的形成

以二氧化钛为对象,对水热条件下晶体同质变体的形成过程进行了研究.根据实验结果和理论分析,可将水热条件下晶体同质变体的形成过程概括为一个"基元过程”,它包括了生长基元的形成、生长基元之间的聚合反应导致晶核的形成、晶粒的生长等基本阶段.环境相与生长条件对同质变体形成的作用主要体现于生长基元结构的不同.例如,改变反应介质的酸碱度,水热反应体系中稳定能最高的生长基元的结构不同,这是不同水热条件下可以制得二氧化钛不同变体的原因.生长基元在不同晶面族上的吸附、运动、结晶或脱附主要与晶相结构有关.晶相内部缺陷的形成又与过程受到干扰有关.     

水热条件下二氧化钛晶体同质变体的形成

以二氧化钛为对象,对水热条件下晶体同质变体的形成过程进行了研究. 根据实验结果和理论分析,可将水热条件下晶体同质变体的形成过程概括为一个“基元过程”,它包括了生长基元的形成、生长基元之间的聚合反应导致晶核的形成、晶粒的生长等基本阶段. 环境相与生长条件对同质变体形成的作用主要体现于生长基元结构的不同. 例如,改变反应介质的酸碱度,水热反应体系中稳定能最高的生长基元的结构不同,这是不同水热条件下可以制得二氧化钛不同变体的原因. 生长基元在不同晶面族上的吸附、运动、结晶或脱附主要与晶相结构有关. 晶相内部缺陷的形成又与过程受到干扰有关.     

β—PbF2：Gd晶体常温下闪烁性能的探索

用Bridgeman Stockbarger法生长出了掺Gd质量分数为 0 1 5 %的立方氟化铅 ( β PbF2 :Gd)晶体 .将其切割、抛光制成 2 0mm× 2 0mm的试样 ,分别用13 7Cs和AGS上强度为 1GeV的束流为激发源 ,测量了该晶体的光输出和衰减时间 .结果表明β PbF2 :Gd晶体在常温下能够产生微弱的闪烁光 ,光输出约为 6光电子 /MeV ,而且大部分光输出都是在时间门宽 <30ns的范围内测到的 ,在 1 μs范围内没有发现慢分量 .X射线激发下的发射光谱表明 ,β PbF2 :Gd晶体的 2 77和 31 2nm发光峰分别对应于Gd3 +离子的6IJ→8S7/2 和6PJ→8S7/2 能级跃迁 .     

材料多尺度结晶研究进展

材料是物理性能的产生及能量相互转换的重要载体,材料结晶是新材料创制的核心和探索的前沿方向.多尺度材料结晶是相关领域研究人员共同面临的科学问题.材料结晶模型是以相图为基础,确定材料的组成与相关物理化学参数,结合材料结晶理论和生长方法共同构建材料结晶.本文综述了从成核到生长的主要理论与部分材料结晶生长方法,指出材料结晶研究向着多尺度、多因素、定量化的方向发展.材料结晶设备向着自动化、数字化、智能化方向发展.材料结晶研究了多尺度的相演变过程,包含从成核到生长的质量与能量传递过程,需要多学科交叉领域的协同发展.     

有机非线性光学晶体DAST及其在太赫兹领域的应用研究进展

主要介绍DAST晶体的基本结构和物理性能参数,几种不同生长方法及基于有机DAST晶体通过光学差频法产生THz波.重点研究了基于DAST晶体利用光学差频法产生太赫兹(THz)波过程中,泵浦光源的双波长调谐范围及光束质量对THz调谐范围及转换效率的影响,及其利用光整流法产生THz波的过程中,泵浦光(飞秒激光的波长、脉冲宽度和能量)对THz脉冲输出能量和转换效率的影响.综合分析影响THz辐射性能的因素及其获得大尺寸高质量晶体的主要挑战.本课题组在系统分析利用自发成核、斜板、籽晶和双温区法生长晶体优缺点的基础上,利用自发成核结合顶部籽晶法生长出高质量、尺寸为25 mm×22 mm×2 mm的晶体.下一步计划从晶体生长和泵浦光束的质量两方面改善THz输出能量及光-THz波转换效率.     

光学系统的微小化三维集成

本文介绍作者提出的基于晶体光学原理的三维光学系统微小化集技术的进展，着重介绍光折变晶体的微系统单块集成技术，即在一块铌酸锂晶体中空间选择性地生成各种所需的局域全息光学元件或功能元件，讨论所发展的新的非挥发光折变全息的机理、材料、方法和应用，以及实现大规模光交换开关矩阵的可能。     

KDP晶体生长基元与形成机理

从结晶化学角度出发,研究ＫＤＰ晶体的生长基元和形成机理,研究了固－液界面边界层在不同面族上厚度的变化,并采用Ｒａｍａｎ光谱对生长过程中溶液结构的变化进行实时观察,发现边界层处溶液结构怀晶体结构相似,提出晶体生长基元为「Ｈ２ＰＯ４」＾－。     

分子级光储热材料的研究进展

太阳能的开发和应用是目前解决能源危机的最具前景的方向.分子级光储热作为一种新型的太阳能存储与转化技术,在太阳能存储领域具有大规模应用的发展潜力.这种技术以有机分子的光致异构化为核心,在光照的条件下实现分子由低能量的稳态结构转变为高能量的亚稳态结构,并通过不同结构间固有的能极差达到将光能存储在分子的化学键中,在合适的条件下以热量的形式释放出来的目的.本文介绍了分子级光储热材料的储能机理,关键性能指标,常见光储热分子以及新型纳米结构的光储热材料,为研究和开发新型的高能长效的太阳能储热材料提供一定的理论基础.     

银凝固过程中亚临界晶核和晶体团簇的分子动力学模拟

用分子动力学模拟方法研究了冷却速度对银最终构型的影响规律．通过分析银的径向分布函数、HA键对和最大晶体团簇中的原子数，确定出了银凝固后形成非晶的冷却速度．在此基础上，研究了周期性边界条件下银在凝固过程中亚临界晶核和晶体团簇的平衡结构．结果表明：在一定的冷却速度范围内，银熔体凝固后得到的组织是晶体团簇与非晶的混合体，最大晶体团簇尺寸随冷速的增加而减小，当冷速达到一个临界值时，晶体团簇完全消失．银熔体在凝固过程中的晶体团簇及结晶后的晶体是由面心立方和密排六方构成的层状偏聚结构．该层状偏聚结构起源于熔体中的晶胚，在形核阶段就已经生成，并非在生长阶段才开始产生．     

稀土闪烁晶体研究进展

稀土闪烁晶体能够将高能射线/粒子转换为紫外或可见荧光脉冲,是核辐射探测的关键材料.从元素组成出发,将稀土闪烁晶体分为卤化物和氧化物两大类,总结了典型稀土闪烁晶体的基本闪烁性能及结晶学结构特征.稀土离子独特的4f电子结构使其具有优异的发光性能.一方面,具有完全自旋宇称允许的5d→4f跃迁的稀土离子Ce~(3+),Pr~(3+),Eu~(2+)可作为闪烁晶体的发光中心,能够有效提高闪烁响应能力.稀土离子4f轨道被外部5s25p6轨道屏蔽,受外界环境影响较小,而5d轨道裸露在外,与周围环境相互作用较强,稀土闪烁晶体的组成和结构特性决定了其闪烁性能.另一方面,Y~(3+),La~(3+)(4f~0),Lu~(3+)(4f~(14))属于光学惰性稀土离子,是基质材料的理想化学组成.结合稀土卤化物、稀土铝酸盐、稀土硅酸盐等典型稀土闪烁晶体的组成设计和大块晶体生长进展,以及针对我国闪烁晶体专利保护特点和发展中存在的问题,展望了稀土闪烁晶体的未来发展方向.     

Crystallization of RNA

Even as the number of RNA structures determined and under study multiplies, the critical step in X-ray diffraction analysis, growth of single well-ordered crystals, remains at the boundary between art and science. Recent advances in methods of RNA synthesis, purification, and characterization, as well as empirical and technical improvements in crystallization techniques, the development of cryo-crystallography, and the wider availability of bright, tunable, X-rays from synchrotron sources are improving the chances of obtaining RNA crystals suitable for X-ray structural analysis. In this review, we summarize the current status of the design, preparation, purification, and analysis of RNA for crystallization and describe the latest approaches to obtaining diffraction-quality crystals. Received 17 October 2000; revised 6 December 2000; accepted 8 December 2000     

有机功能材料薄膜与器件

具有光、电、磁物理功能的有机材料的出现促进新思想、新概念、新材料的发展；有机功能材料的电子状态、导电机理以及杂质的影响完全有别于无机金属和半导体，因此，在深入探索结构与功能的关系的基础上，有可能开展分子、聚集态以及器件设计的研究。若与有机化合物的结构多样化，良好的加工性、成膜和成纤性等特点相结合，有可能实现无机电子材料所难兼具的电子行为。进而实现“分子电路”的设想。这里，我们对有机功能材料的基本概念、种类，功能材料薄膜的沉积、器件的构筑，分子电子学和分子器件的概念作了一个较为全面的介绍。     

三维有序大孔材料的合成及应用

胶晶模板法是制备三维有序大孔(3DOM)材料较理想的方法,制备过程一般包括组装胶晶模板、往模板间隙内填充前驱物和去掉模板及前驱物转化等3个步骤。每一步都对产物的三维有序大孔结构有很大的影响。这种材料兼具固体材料本身和有序结构两种特性,在用作光子晶体、载体、电极材料、气敏元件和分离材料等方面具有潜在应用性。本文着重介绍了大孔材料的合成及应用。     

Which strategy for a protein crystallization project?

The three-dimensional, atomic-resolution protein structures produced by X-ray crystallography over the past 50+ years have led to tremendous chemical understanding of fundamental biochemical processes. The pace of discovery in protein crystallography has increased greatly with advances in molecular biology, crystallization techniques, cryocrystallography, area detectors, synchrotrons and computing. While the methods used to produce single, well-ordered crystals have also evolved over the years in response to increased understanding and advancing technology, crystallization strategies continue to be rooted in trial-and-error approaches. This review summarizes the current approaches in protein crystallization and surveys the first results to emerge from the structural genomics efforts.Received 1 July 2003; received after revision 6 August 2003; accepted 22 August 2003     

有机/无机杂化材料与多功能纤维研究进展

有机/无机杂化材料能够实现有机高分子材料与无机材料在纳米或分子水平上的复合,在发挥各自组分特性的同时,体现出特有的协同效应,如新性能、多功能.该原理同样适用于有机/有机杂化体系.随着产业用纤维材料的不断发展,其应用领域也随之拓展,开发新型高分子材料,实现纤维的多功能化成为研究热点.根据纤维多功能化的发展需求,结合有机/无机杂化机理,在分子水平上设计构筑杂化功能材料,采用结构设计、界面构筑的方法建立杂化功能材料与成纤高聚物杂化体系.以成纤高分子的结构设计及凝聚态控制、纳米纤维和低维纳米材料的结构可控制备及其功能化复合为例,简要介绍了有机/无机杂化原理在纤维多功能化方面的研究进展,最后提出了多功能化有机/无机杂化纤维的展望.     

聚合物超薄膜结晶相关的形貌形成及链行为

聚合物超薄膜结晶是高分子物理领域的一个新研究课题,近来已引起人们的关注,其为人们在真实时空下研究聚合物结晶及相关链行为提供了可能。聚合物超薄膜结晶与膜厚(D)有很强的相关性,尤其是D<20nm的薄膜在结晶形貌和结晶动力学方面与本体结晶差别很大。已有的结果主要集中在结晶形貌、晶体尺寸、晶体生长速度和习性、晶体的熔融和结晶度等方面,涉及温度、膜厚、基片性质和膜的组成和结构对结晶的影响;然而,有些实验结果和解释彼此不完全一致,甚至有时相互矛盾。本文综述和讨论了近年来在超薄膜结晶方面的研究,重点在于结晶形貌的形成和相关的聚合物链行为。     

Isolation of an antifreeze peptide from the Antarctic sponge <Emphasis Type="Italic">Homaxinella balfourensis</Emphasis>

Polar plants and animals survive in subzero waters (-2 degrees C) and many of these marine organisms produce antifreeze proteins (AFPs) to better adapt themselves to these conditions. AFPs prevent the growth of ice crystals which disrupt cellular membranes and destroy cells by inhibiting crystallization of water within the organism. The hydrophilic extract of an Antarctic sponge Homaxinella balfourensis exhibited a non-colligative freezing point depression effect on the crystal morphology of water. The extract was purified by repeated reverse phase high-pressure liquid chromatography, then assayed and shown to contain several AFPs. The major peptide was isolated, analyzed using matrix-assisted laser desorption ionization mass spectrometry and the partial structure of the peptide identified through amino acid sequencing. AFPs have potential applications in agriculture, medicine and the food industry.     

Why the impact of mechanical stimuli on stem cells remains a challenge

Mechanical stimulation affects growth and differentiation of stem cells. This may be used to guide lineage-specific cell fate decisions and therefore opens fascinating opportunities for stem cell biology and regenerative medicine. Several studies demonstrated functional and molecular effects of mechanical stimulation but on first sight these results often appear to be inconsistent. Comparison of such studies is hampered by a multitude of relevant parameters that act in concert. There are notorious differences between species, cell types, and culture conditions. Furthermore, the utilized culture substrates have complex features, such as surface chemistry, elasticity, and topography. Cell culture substrates can vary from simple, flat materials to complex 3D scaffolds. Last but not least, mechanical forces can be applied with different frequency, amplitude, and strength. It is therefore a prerequisite to take all these parameters into consideration when ascribing their specific functional relevance—and to only modulate one parameter at the time if the relevance of this parameter is addressed. Such research questions can only be investigated by interdisciplinary cooperation. In this review, we focus particularly on mesenchymal stem cells and pluripotent stem cells to discuss relevant parameters that contribute to the kaleidoscope of mechanical stimulation of stem cells.     

纳米团簇晶体的制备和结构研究

利用表面调制“幻数团簇”的方法制备出Al、Ga和In的纳米团簇人造晶体。这种方法是用Si(111) 7× 7表面作为“模板”生长尺寸相同和分布有序的纳米团簇。通过扫描隧道显微镜 (STM )原位分析结合第一性原理计算确定了金属纳米团簇的原子结构以及这些结构的形成机理。我们的研究表明对生长动力学的精确控制是制备团簇晶体的关键所在。此外 ,这种方法并不局限于制备某一种金属团簇。人造纳米团簇具有高的热稳定性和独特的结构使它们有希望在实际中得到广泛的应用。     

Lipid-mediated dimerization of β2-adrenergic receptor reveals important clues for cannabinoid receptors

The high-resolution crystal structure of an engineered human beta2-adrenergic receptor has recently been resolved, suggesting a molecular mechanism by which cholesterol may mediate receptor dimerization. Here, we present a critical examination of new structural and functional insights derived from unprecedented preliminary homology modeling of cannabinoid receptors, obtained using the crystal structure of beta2-adrenergic receptor as a template. The structural comparison between the two cannabinoid receptor subtypes and the beta2-adrenergic receptor may be of particular interest, by providing important clues for the elucidation of the structural determinants involved in cholesterol binding. In addition, the implications of G protein coupled receptor dimerization, as well as the role of cholesterol in this process, are briefly discussed.