Dynamic analysis of preferential orientation of arasonite crystals in nacre from mollusk shell

Based on the scanning electron microscope （SEM） observations, it is confirmed that the nacre is composed of aragonite crystals and organic matrix with interlaced arrangement, showing ordered ＂brick-mortar＂ structure. The dynamic analysis of preferential orientation of aragonite crystals in the nacre from the abalone （Haliotis diverscolor supertexta） with different shell ages is systematically investigated using X-ray diffraction （XRD） and high resolution transmission electron microscope （HRTEM）. Experiments reveal that, in the nacre from the juvenile mollusk shell, there exist three kinds of orientations of aragonite crystals： （113）, （002） and （012）. However, along with the growing of the mollusk shell, the intensity of （012） and （113） becomes weak, and the （002） becomes the preferred crystal orientation of aragonite in the nacre from the adult mollusk shell, which means that the c axis of aragonite crystals is perpendicular to the nacreous layers. The results obtained show that the nacre possesses a highly ordered structure at the micrometer/nanometer mulUscale levels.     

梯度折射率超材料透镜

超材料是由人工设计的、具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构,有负等效质量密度、负等效弹性模量、负折射率等特性.声子晶体超材料是一种具有周期性结构的超材料,其布拉格带隙或局域共振带隙的存在使处于禁带频率下的声波或弹性波进入声子晶体后无法在其中传播.其能带特性可以通过设计进行调节,使通带频率下的声波或弹性波进入具有特定结构的声子晶体后,实现成像、聚焦以及定向传输等对波传播的极端控制功能.梯度折射率超材料是一种折射率随空间变化而变化的结构.梯度折射率透镜由局部非均匀结构组成,其折射率是空间坐标的函数.波在透镜中会沿着弯曲的轨迹传播,可以通过适当的设计实现对波的弯曲、偏转和聚焦等功能.梯度折射率的设计可以通过改变局部晶体单元的性质实现有效折射率的梯度分布,如改变声子晶体的晶格尺寸、散射体的填充率、散射体的材料等.此外,梯度折射率超材料透镜能够通过设计在宽频率范围内精准聚焦波,从而实现能量采集等工程应用.本文从光学理论原理、透镜设计及其应用三方面展开介绍,首先对理论基础以及目前构建梯度折射率器件的几种方法进行总结,然后从透镜的应用角度介绍几种典型案例,最后对透镜的未来研究作出展望.     

拟南芥高渗诱导Ca2+通道蛋白OSCA1的表达、结晶及晶体初步分析

高渗透胁引发植物细胞内发生复杂的生理反应,钙离子信号作为信号级联反应的第二信使,在胞质内的浓度变化对细胞行使正常生理功能十分关键.OSCA1是定位于细胞质膜上的高渗透压诱导离子通道,具有Ca2+ 通透性.利用 pEG BacMam高水平表达系统在哺乳动物细胞HEK293S GnTI-中过表达质膜蛋白AtOSCA1,通过去污剂DDM(n-Dodecyl-β-D-Maltopyranoside)纯化OSCA1样品,并在去污剂GDN(glyco-diosgenin)条件下结晶.采用正交梯度优化,添加剂筛选和去污剂筛选来获得更好的晶体衍射,对渗透胁迫离子通道的结构和功能分析研究具有重要意义.     

加拉帕戈斯似殖口虫的形态学、细胞发生学与分子系统学

利用活体观察和蛋白银染色技术对采自甘肃省永昌县马铃薯农田的加拉帕戈斯似殖口虫形态学和细胞发生学特征进行研究,通过提取物种的DNA信息,获得该种的核糖体小亚基基因(SSU rDNA)序列,通过序列比对和构建系统发育树对殖口虫科属间的系统发育关系进行探讨.结果表明,该种形态学特征为:活体大小约为(60～85μm)×(20～25μm),虫体呈长椭圆形,两端收缩钝圆, 3列额腹棘毛列, 1根口棘毛,横前棘毛、横棘毛和尾棘毛均缺失,大核6～8枚,小核1～4枚附着于大核附近.细胞发生学特征为:老口围带被前仔虫完整保留;第Ⅱ～Ⅴ列棘毛原基以初级发生式发生,第Ⅰ列棘毛原基单独发生;无横棘毛、横前棘毛和尾棘毛的形成;左右缘棘毛原基产生于老结构; 3列背触毛原基产生于老结构.分子系统学分析表明加拉帕戈斯似殖口虫与中华殖口虫和殖口虫属未定种以较高的置信值聚为一支,与殖口虫科其他属形成姐妹支,分子信息再次印证殖口虫科为非单元发生.     

非厄米拓扑声学中新奇物态的研究进展

声波作为信息和能量的载体,在国民经济发展和国家安全建设中有着重要的作用.近些年来,声学与其他学科进行深度交叉,产生了许多新兴的研究热点.其中,非厄米拓扑声学的研究是一个快速发展的前沿领域,得到了科研人员的广泛关注.非厄米拓扑声学利用声学结构探索和发现非厄米拓扑物理的内涵,一方面,可以利用宏观经典平台较为便利地构建和表征新奇的物态;另一方面,可以加深认识并丰富声波调控的手段,以期反哺声学器件设计.本文综述了近期该领域取得的研究进展,重点介绍了非厄米性调制的声拓扑态、非厄米性单独引起的声拓扑态和声学非厄米趋肤效应三个方面的工作.最后,我们对非厄米拓扑声学研究面临的挑战作了简单讨论,并展望了未来可能的研究方向.     

声学腔内声波隧穿效应的研究

从理论和实验两个方面研究了构建的声学谐振腔系统中的声学局域态和隧穿效应,该系统是由两个完全相同的一维声子晶体和一个可调控的间隔层构成.系统中的间隔层即为声学谐振腔层,它与量子系统中的电子双势垒结构具有相似性.在理论上,利用数学中的近似方法得到声波在声学谐振腔系统中声学局域态的本征频率和衰减因子的周期性变化行为以及声波随谐振腔层厚度变化的声学隧穿效应规律.在实验中,构建了连续可调的谐振腔声子晶体系统,通过改变此系统中腔层的厚度,在声波能谱中观测到一些分立的由高频向低频方向变化的透射点以及在不同腔层厚度所对应的禁带边缘透射峰之间区域中出现的一定周期性差异的透射峰行为,以上结果揭示了声波能量在能带中的周期性耦合过程和入射声波在系统中的隧穿动力学行为等特性.实验观测与理论计算结果完全一致.     

体心立方钼晶体中存在一类新的退火效应和强尺寸效应

由于晶体的对称性，体心立方金属的螺位错和刃位错的晶格摩擦力存在很大差异，这使体心立方金属的力学行为与面心立方金属存在差异。尽管退火行为（外加应力产生的累计位错显著降低）在面心立方晶体中已被观测到，但在体心立方晶体中至今还没有被观测到。西安交通大学金属材料强度国家重点实验室李巨和单智伟研究组与合作者的研究显示，当体心立方钼柱状晶体直径下降到数百纳米时，出现了显著的退火效应。     

Yb~(3+)-Er~(3+)共掺杂的NaYF_4微/纳晶体的制备与上转换荧光

利用水热法制备了Yb3+-Er3+共掺杂的Na YF4微纳/米晶体.氟离子与稀土离子的浓度比对微晶的相及形貌有明显的影响.低浓度比有利于形成立方相的Na YF4,样品呈球形及八面体形;高浓度比有利于形成六角相的Na YF4,样品呈六角碟状或棒状的外形.在980 nm的红外激光激发下,样品辐射红色及绿色上转换荧光,荧光的强度依赖于晶体的相结构及形貌.另外,对晶体的生长机理及上转换发光性质也进行了讨论.