双壳纲韧带文石纤维的纳米形貌及光学反射特征

采用场发射扫描电镜及微型光纤光谱仪对21种双壳纲韧带中文石纤维的纳米形貌及光学反射特征进行研究,经过对比分析及统计结果表明:形貌上,文石纤维是由约30 nm^80 nm的亚颗粒沿纤维轴向排列而成,呈串珠状结构;纤维横截面常呈近六边形或浑圆形,但棕带仙女蛤、砗蚝及粒帽蚶呈长六边形。纤维直径及相邻纤维间距与生物种类有关,变化范围分别为65 nm^222 nm及88 nm^214 nm。除了砗蚝及粒帽蚶韧带无光学反射外,其他韧带均存在位于可见光范围内单反射峰,并随湿润程度增大而增加,反射强度也增大主波长还发生红移,从而导致韧带的水致变色现象,变色范围为28 nm^145 nm。韧带文石纤维独特的纳米形貌及其复杂的水致变色现象的发现对生物的矿物学及光子学研究具有重要的意义。

青蛤贝壳韧带的结构色及微结构

采用XRD、热失重分析、反射光谱及高分辨FE-SEM对青蛤贝壳韧带的矿物组成,结构色及微结构进行系统研究,结果表明:1)青蛤韧带由78%文石矿物,18%的蛋白质及少量的水组成,文石矿物呈纤维状,纤维的直径约138 nm,相邻纤维中心的间距约164 nm;2)韧带可呈现蓝,黄色结构色;3)韧带具有明显的层状结构特征,生长层的厚20μm^40μm,同一生长层中文石纤维长轴定向排列,而相邻层纤维长轴的定向不一致,并呈现一种新的结构类型“-交叉棱柱层”结构。再者,青蛤韧带中的文石纤维构成了一类特殊的2D准周期光子晶体。

贝壳韧带微结构的高分辨扫描电镜研究

采用高分辨SEM及XRD对合浦珠母贝韧带进行了研究，结果表明，合浦珠母贝韧带无机相主要由文石组成．韧带具有明显的层状结构，同一生长层及相隔生长层中文石纤维呈一致定向排列，而相邻生长层文石纤维的定向明显不同，呈“交叉棱柱层”结构样式．合浦珠母贝韧带中文石纤维的直径为80～90nm，具有典型的2D光子晶体结构特征．

淡水褶纹冠蚌贝壳韧带结构色的研究

采用高分辨SEM,XRD,热重分析对褶纹冠蚌贝壳韧带的微结构和构色机理进行了较系统的研究.结果表明:贝壳韧带由w≈87%的文石矿物,w≈10%的蛋白质和w≈3%的水组成,韧带中的文石呈纤维状,纤维的直径约为132 nm,相邻纤维间的距离约为145 nm,且单个文石大致为正六边形,文石纤维生长有明显的曲折现象;贝壳韧带结构色呈蓝色,即该种贝壳韧带的光子晶体带隙在蓝色区域.

裂纹格特蛤韧带中的天然生物光子结构

采用光学显微镜、微型光纤光谱仪和扫描电镜对海产裂纹格特蛤韧带的光学性质以及纳米结构进行了研究。结果表明:韧带是由文石纤维和蛋白质组成的二维天然生物光子材料。另外,首次发现纤维的粒径和间距与韧带位置有关,其值从背侧的133 nm、149nm分别增大到腹侧的156nm、175nm,从而导致韧带反射谱自背侧至腹侧发生红移,反射峰分别位于476nm和544nm处。

淡水养殖珍珠棱柱层的微结构形貌特征

通过X射线粉晶衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE-SEM)对不同颜色的淡水养殖珍珠的微结构进行较系统研究。结果表明,质优的珍珠其矿物相为文石,未见有方解石或球文石相,不同颜色的珍珠质层文石板片的厚度存在较大差异。质量较好的珍珠中接近珍珠核心区域存在棱柱层,该棱柱层由众多的纤维或条带状文石结晶体聚集而成,其中文石纤维或条带的定向近平行于珍珠层文石板片。此外,首次发现在淡水养殖珍珠的棱柱层中文石纤维与板片结晶体交替出现,同时初步建立了一种新的淡水养殖珍珠的内部结构模型。

贝壳高刚度及高强度的微结构机理

基于对贝壳微结构的观察,选取贝壳及文石纤维的代表性体积单元,利用复合材料细观力学和断裂力学的基本原理和准则,分析了文石纤维微结构特征使贝壳获得高刚度及高强度的机理。结果表明文石纤维在贝壳中的大体积分数使贝壳具有高的变形刚度,而它们的小尺寸直径又使得贝壳具有高的断裂强度。

大珠母贝韧带中的光子晶体型结构

大珠母贝韧带在干燥状态时呈黑色,用水湿润后可呈现鲜艳的蓝色结构色.场发射扫描电子显微镜研究表明,大珠母贝韧带具层状结构,微层的厚度约35μm,主要由直径约78nm的文石纤维和蛋白质组成.同一微层中文石纤维具有高度一致的定向排列,因而具有二维光子晶体型结构特征.反射光谱测试及理论模拟表明该类结构在干燥状态时光子禁带位于紫外区,而湿润后其光子禁带位于蓝色范围,从而导致韧带的结构色.

华北地台中元古代微生物成因白云岩

白云岩是一种重要的碳酸盐岩类型，在古代沉积地层，特别是前寒武系中分布广泛，并常构成碳酸盐岩台地的重要组成部分，但在现代地表沉积环境中却很少发现有原生白云岩沉积。这种现象构成了地质研究中长期存在的疑难，常被称之为“白云岩问题”。近年大量的实验研究表明，在地表温度条件下，仅当有微生物参加条件下，才能发生原生白云石沉淀。