水合4-氧-1(4H)-吡啶乙酸镁配合物[Mg(H2O)6](p-OPA)2·2H2O的合成与表征

合成了一个新的配合物[Mg(H2O)6](p-OPA)2.2H2O(p-OPA-=4-氧-1(4H)-吡啶乙酸根),并对其进行了元素分析和单晶X射线的表征。配合物晶体属单斜晶系,空间群为P 21/c,晶胞参数为a=1.2561(3)nm,b=1.2947(3)nm,c=0.67885(14)nm,β=99.32(3)°,V=1.0895(4)nm3,Z=2,Mr=472.69,Dc=1.441g/cm3,μ=0.154mm-1,F(000)=500,最终R=0.0525,wR=0.1398。Mg(Ⅱ)原子与六个水分子配位形成八面体构型,4-氧-1(4H)-吡啶乙酸根作为抗衡离子,配阳离子与阴离子之间通过静电吸引和氢键作用形成了三维氢键超分子网络结构。     

闪锌矿结构链中的非线性表面局域模

利用数值计算研究了近邻原子质量和作用力常数均不同的一维链中的非线性表面局域模,该模型模拟闪锌矿结构晶体中〈111〉方向一列表面原子的非线性振动.在考虑近邻原子间相互作用势函数中的四次方非线性项后,在相应线性系统频带的禁带中和光学支上面发现了非线性表面局域模(S1模和S2模).在考虑近邻原子间相互作用势函数中的三次方和四次方非线性项时,非线性表面局域模中出现静态"直流"分量,表面局域模振动频率降低.结果还表明在相应线性系统频带的光学支上面和禁带中是否存在非线性表面局域模与三次方、四次方非线性项和最大的可能达到的位移有关.     

天花粉蛋白晶体生长的斜锥形成核机制

用原子力显微镜(AFM)研究了天花粉蛋白(Trichosanthin,TCS)晶体表面的斜锥形成核过程.对不同过饱和度下(σ=1.02～1.65)的TCS晶体成核过程进行了全方位的跟踪观察.发现在结晶前期,体系先采用线型生长,生长成链状聚集体,再进行侧向链间结合,最后形成不对称三维斜锥形核;在后期的成核过程中,TCS分子以尺寸不一的球形聚集体存在,并依次连接成串,进一步形成斜锥形核.通过AFM实验,详实地观测了TCS晶体生长的斜锥形成核过程,并从结构生物学角度阐释了这一成核现象的微观机制,给出了两种的成核途径.     

爆速对纳米氧化铝尺度控制影响研究

将硝酸铝和黑索金按照不同的质量比均匀混合形成4种粉状的混合炸药,每一种炸药爆轰都得到了纳米氧化铝.对每次收集到的实验粉体分别进行了高分辨率透射电镜分析和X光衍射分析.分析结果表明4种混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝呈球形,颗粒尺寸分布比较均匀,尺寸范围为15～20 nm,晶型为γ型.另外由X光衍射数据利用Scherrer公式分别计算出每一种质量比的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的平均颗粒尺寸.利用BC-3型爆速仪测得4种混合炸药的实际爆速.研究发现爆速越高的混合炸药爆轰所得到的纳米氧化铝的颗粒就越细,同时绘出了爆速与颗粒尺寸的关系曲线.在一定的尺寸范围内,根据此曲线可以通过改变混合炸药的爆速来控制合成出的纳米氧化铝颗粒尺寸.     

防止重掺砷CZ单晶硅组分过冷的探讨

在探讨组分过冷数学模型的基础上,针对重掺砷CZ单晶硅的生长,理论计算了防止组分过冷时固液界面处晶体温度梯度G_S的临界值为51.32~33.10 K/cm.以此为依据,设计了具有较大温度梯度的18寸(60 cm)晶体生长热场,以数值模拟的方法,给出了固液界面处晶体的温度梯度G_S的模拟值为54.68~38.14 K/cm.在晶体等径生长的各个阶段,固液界面处晶体的温度梯度G_S的模拟值均在防止组分过冷的临界值之上,可以有效避免晶体生长过程中组分过冷的发生,并利用实际晶体生长试验的结果验证了以上分析的有效性.     

Si晶体中螺位错滑移特性的分子动力学

在保持Si晶体模型完全周期性的边界条件下, 采用位错偶极子模型在其内部建立一对螺位错. 通过Parrinello-Rahman方法对模型施加剪应力, 并应用分子动力学计算位错运动速度及交滑移的发生与外加剪应力间的关系. 在此基础上进一步研究晶体内的空位缺陷对螺位错运动的影响. 结果表明, 在位错滑移面上的六边形环状空位聚集体可加速螺位错的运动, 并且螺位错能通过交滑移跨越该空位缺陷, 避免产生钉扎现象. 揭示了低温层中大量存在的空位缺陷是降低位错密度的原因.      

二维方柱光子晶体的波导特性

具有缺陷的光子晶体,光子频率带隙内将出现局域模,而线缺陷相应地形成一个传输效率很高的光波导.计算了空气中Al材料的旋转四边形直柱光子晶体存在线缺陷时的带结构和态密度,给出了二维方形光子晶体的波导的TM模的电场分布,并讨论了波导耦合的传输效率.     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。     

苏云金杆菌晶体蛋白Cyt1A对营养期杀虫蛋白Vip3A杀虫毒力的影响

为检测苏云金杆菌晶体蛋白Cyt1A对Vip3A表达和杀虫活性的影响,将p20和cyt1A基因与vip3A基因连接构建了重组质粒pHVC20,然后电激转化至苏云金杆菌无晶体突变株CryB中进行了共表达,以单独表达Vip3A蛋白的CryB(pHPT3)作为对照菌株。Westernblot结果显示,Vip3A蛋白在CryB(pHVC20)菌株中的最大表达量约为在CryB(pHPT3)菌株的2倍,这可能是由于前者中的辅助蛋白P20增加了Vip3A表达量的缘故,晶体蛋白Cyt1A的存在对Vip3A的正常表达没有影响。生物测定结果表明,CryB(pHVC20)和CryB(pHPT3)菌株对斜纹夜蛾初孵幼虫的LC50值分别为10.62!g/ml和78!g/ml,前者的毒力比后者提高了6倍,这表明Cyt1A蛋白和Vip3A蛋白对目标昆虫的毒力可能存在着协同增效作用。     

透明致密单质钠

传统高压理论认为,高压可有效缩短金属的原子间距,导致价带和导带展宽,进而使其金属性增强。然而,目前实验可达到的压力条件已足以将物质压缩到芯电子发生重叠的状态。这一高压效应会使金属发生复杂的结构相变而具有独特的晶体结构和新奇的电子性质。曾有理论预言,简单金属锂和钠在高压下会出现原子配对而导致的绝缘相,但这一预言没有得到其它理论和实验的支持。本研究将理论模拟和高压实验测量相结合,发现金属钠在200万大气压下转变为一种新型物质状态——光学透明的宽带隙绝缘态。绝缘态钠具有简单而独特的晶体结构——c轴高度压缩的双六角密堆结构。高压钠的绝缘态不是早期理论预言的原子配对的结果,而是p和d轨道电子杂化,以及芯电子云之间高度交叠的结果。钠原子的价电子受芯电子排斥而高度局域在晶格间隙中,这些在间隙中被"冻结"的价电子完全失去了自由电子的特性,表现出绝缘体的特性。当压力足够使原子的芯电子发生强烈重叠时,这种新型绝缘状态可以在其它元素和化合物中广泛存在。