激光诱导荧光衰减探测光化学反应

激光诱导荧光衰减探测光化学反应＊王文科魏杰黄毓礼＊＊（北京化工大学材料科学与工程学院，北京１０００２９）关键词激光诱导荧光光谱，光化学反应激光荧光光谱为重要光谱分析手段之一，广泛用于物理、化学、生物学等研究领域．但对于一些含有发色基团的大有机分子，由...

并行矩阵乘的光化学反应模拟研究

在Linux环境下,为缩短激光诱导光化学反应模拟运行时间,针对光化学反应模拟中力矩阵的稀疏特征,将力矩阵进行分块划分,采用优化的行列分解算法对分块矩阵进行并行化,运用OpenMP实现光化学反应力计算并行化。实验结果表明,在500个C原子参与运算的情况下,单步计算时间缩短到优化前计算时间的10-2数量级,在十六核处理器上获得了十四倍的加速比和80%以上的效率,为高效模拟大分子体系光化学反应提供平台。

光化学反应的计算机模拟方法研究

提出并实现了一个模拟超短激光脉冲诱导的光化学反应的计算模型。该模型从瞬间激光辐射出发,描述了一系列分子反应过程,其中包括多电子激发,单键和双键的相互转换,避免交叉时的非绝热跃迁,分子振动能的重新分配,以及各个电子和振动能量的相互转换等。通过该模型实现的计算机模拟与实验结果的对比表明,该模型能够真实地重复实验结果,并能够得到许多实验上得不到的细节。更重要的是,这种技术使我们能够研究激光脉冲对光化学反应结果的影响,为激光控制化学反应的试验提供信息。

气相CBr_2自由基的产生及激光诱导荧光色散谱研究

利用双层流动反应管作为束源 ,研究了F与CH2 Br2 反应生成的CBr2 和Br2 的气相激光诱导荧光色散谱 ,将得到的谱线分别指定为CBr2 的 A(0 ,13,0 )→ X(0 ,v2 ″,0 ) (v2 ″ =1～ 6 )跃迁和Br2 的 B3 Π+ u → X1Σ+ g 跃迁 ,从光谱中首次得到气相CBr2 自由基基态弯曲振动频率ν2 ″ =2 15cm-1,实验确认了CBr2 自由基和Br2 是F +CH2 Br2

激光诱导化学反应的并行计算机模拟

激光与分子的相互作用是研究光化学反应的关键因素,是激光控制化学反应的一个重要课题。基于一种半经典分子动力学模型模拟超快飞秒激光脉冲诱导的光化学反应,该模型通过含时的派耳斯(Peierls)替代把激光脉冲辐射场的矢势与电子进行耦合,明确引入激光脉冲和分子的相互作用;基于该模型实现了激光诱导化学反应模拟程序,通过环丁烷及C_(60)的光裂解反应的计算机模拟与实验结果进行对比,结果表明该模拟程序能够真实地重复实验结果,并能够得到许多实验上得不到的细节。为提高大分子光化学反应模拟的效率,对模拟算法进行并行设计并实现;在大型计算机系统中进行测试,该方法可高效模拟激光脉冲对光化学反应结果的影响,为激光控制化学反应的试验提供信息。

光化学

U644.18 98032094连续与脉冲激光诱导气相反应制备超细粉=Synthe-sis of ultrafine powders via vapor—reactioninduced by CW and pulsed laser beams[刊,中]/金桂林,张兆奎.金晓英,石庆红,陈鹏彬（华东理工大学物理系.上海（200237））∥应用激光.—1997,17（1）.—11—13用连续以及脉冲的CO2激光诱导三甲基氯硅烷的气相化学反应,制备SiC超细粉。

光化学

O644 94043077TZT/AC/PMMA:一种新型光化学光谱烧孔体系的研究[会,中]/聂玉昕,赵理曾(中科院北京物理研究所),王夺元,胡凌志(中科院光化学所)∥世界光学大会.—上海,93.8报道一种新型有光子选能PHB体系,TZT/AC/PMMA,它选择芳烃(AC)作为电子受体与取代四苯并卟琳锌(TZT)相匹配。

分子激发态非绝热动力学的理论模拟

光诱导反应过程是今天物理化学研究的中心问题之一。光吸收导致分子跃迁到电子激发态,发生一系列复杂的光诱导反应,如荧光、磷光、电子和能量转移、光化学反应等。当分子体系处于激发态上时,伴随着原子核的运动,不同电子态之间可能会出现势能面交叉。在交叉区域体系会从一个电子态“跳跃”到另外一个电子态,发生非绝热跃迁。该过程广泛的存在于自然界中。从简单的有机小分子,到复杂的生物和材料体系,其光诱导反应都存在非绝热过程。生物体系(DNA和蛋白质)的光稳定性、一些功能蛋白体系(视觉神经蛋白、生物钟功能蛋白)的光反应、有机链状共轭分子的光异构化、萤火虫的发光机制、过渡金属络合物的光反应、催化过程中氧气在过渡金属表面的活化、光合作用中激发态能量转移、光伏材料和光催化中的激子动力学等,都与非绝热动力学有关。因此,非绝热动力学是激发态研究的重点,也是整个光化学和光物理研究的重点。

气体激光器

TN248.2 2002031736适用于光化学反应的CO激光器主副腔研究=Researchon two resonators of CO lasers suit for photochemistry[刊,中]/易亨瑜,李育德,陈梅(四川大学电子信息学院光电系.四川,成都(610064))//应用激光.-2001,21(2).-103-106提出了一种含有闪耀光栅的CO激光器主副腔谐振腔结构。通过数值模拟,得出了主、副腔功率随闪耀光栅结构的变化,着重比较了两类特殊光栅的特点和各自适用方式,研究了主、副腔功率随光栅常数、激光波长的变化规律。分析表明。

羧基卟啉锌铜超分子体系的荧光增强特性

通过稳态荧光光谱滴定和紫外 可见光谱考察了5 (对羧基苯基 甲酰氨基)苯基 10,15,20 三苯基卟啉(p CPTPP)锌(Ⅱ)、铜(Ⅱ)配合物体系通过氢键的超分子自组装行为。在荧光光谱滴定中,当Cu(p CPTPP)浓度在一定范围内时,随着Cu(p CPTPP)浓度增大,Zn(p CPTPP) Cu(p CPTPP)体系荧光强度逐渐增大并稍有红移。根据荧光光谱滴定数据计算了超分子的结合常数,由小波变换方法分解得到的超分子电荷分离态荧光光谱解释了体系荧光增强现象。

主碳链长度对脂肪酸甲酯扩散火焰碳烟生成及其演变规律的影响

研究主碳链长度对于脂肪酸甲酯的同轴层流扩散火焰中碳烟的生成及其演变规律的影响.针对丁酸甲酯、辛酸甲酯及癸酸甲酯扩散火焰,采用激光诱导炽光法,结合热泳探针取样后的透射电子显微镜图像,分析火焰中碳烟体积分数的2维分布及碳烟颗粒的形貌特征.实验结果表明:随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯扩散火焰的碳烟体积分数增大,碳烟的生成与积聚更为提前,表面生长速率更快;通过化学反应动力学模拟3种脂肪酸甲酯的热解氧化反应,验证了激光诱导炽光法的实验结果;随着主碳链长度的增加,脂肪酸甲酯的热解起始温度有所降低,C2H2、C2H4等中间物质的产生有所增加,多环芳香烃的生成速率更快;通过对苯环生成路径的敏感性分析可知,在丁酸甲酯热解中,第1个苯环的形成主要为C4+C2的生成路径,而辛酸甲酯、癸酸甲酯热解中苯的形成有C4+C2、C3+C3两种生成路径,且C3+C3生成路径占主导地位.

螺吡喃光控转变的半经验动力学研究

采用半经典的电子-辐射-离子动力学模拟(SERID)研究了螺吡喃分子开环反应的非绝热动力学过程.采用简化模型的螺吡喃(mSP)简化计算.开环过程中mSP分子首先经过一个圆锥相交点后变为顺式-反式-顺式-模型部花青(CTC-mMC)继而又变为顺式-反式-反式-模型部花青(CTT-mMC).这与实验中螺吡喃分子开环后由于第一个异构体顺式-顺式-顺式-模型部花青(CCC-mMC)不稳定而在很短时间内转变为CTC-mMC基本一致.模拟过程中亦发现CTC-mMC不如CTT-mMC稳定,体系经CTT-mMC后回到能量较低的CTT-mMC构型.mSP的3个C—C—C—C二面角随时间扭转的实时动力学过程验证了以前理论推测的反应机理,模拟得到的激发态寿命与实验值基本一致.

构建Ⅰ型胶原蛋白神经导管及其在前臂正中神经损伤重建中的作用机制

背景:Ⅰ型胶原蛋白是一种高分子材料,生物相容性、细胞亲和力强,能在特定的条件下发生降解。同时,经过交联处理、干预后能获得良好的机械性能,但是在前臂正中神经损伤中的重建效果缺乏研究。目的:探讨Ⅰ型胶原蛋白神经导管制备方法及在前臂正中神经损伤重建中的作用机制。方法:选择由贵州医科大学附属医院医学动物实验中心提供的SD大鼠40只,随机取10只大鼠设为假手术组,剩余30只SD大鼠采用激光诱导光化学反应建立大鼠前臂正中神经损伤动物模型,建模成功后随机分为阳性对照组10只、Ⅰ型胶原蛋白组10只和自体神经组10只。假手术组常规喂养,不参与建模;阳性对照组建模成功后不采取特殊处理,自行修复;Ⅰ型胶原蛋白组采用Ⅰ型胶原蛋白神经导管进行桥接,自体神经组采用自体神经进行桥接,比较各组修复效果。结果与结论:(1)倒置显微镜下可见交联前Ⅰ型胶原蛋白排列松散,呈蜂窝状不规则的孔隙及孔径,孔径大小为10-100μm,孔隙20-200μm,孔隙间质相对较薄,交联后Ⅰ型胶原蛋白排列致密,胶原纤维之间能形成相对规则的孔径、孔隙,大小为50-100μm,孔隙为20-200μm,孔隙间质增厚,空间结构发生明显的变化;(2)Ⅰ型胶原蛋白组与自体神经组修复后4,8,12周翻转及放置明尼苏达手灵巧度评定方法评分,均低于阳性对照组(P <0.05),高于假手术组(P <0.05);(3)Ⅰ型胶原蛋白组、自体神经组修复后12周波幅、潜伏期差异无显著性意义(P> 0.05),但均高于阳性对照组(P <0.05);(4)修复12周后,阳性对照组可见神经损伤部位明显,周围可见坏死组织;自体神经组未见损伤部位,周围坏死面积减少,恢复良好;Ⅰ型胶原蛋白组甲苯胺蓝染色下未见损伤部位,恢复良好;(5)结果提示,通过自制模具能成功制备Ⅰ型胶原蛋白神经导管,将其用于大鼠前臂正中神经损伤重建中能获得良好的修复效果,有助于促进神经损伤修复。

新产品与新技术（55）

高热传导性绝缘层日本古河电子所开发出基板上的高热传导性绝缘层,具有200℃之高耐热性,并且有柔软性可以随基材弯曲变形。此绝缘层热传导率超过目标值10 W/m.K,达到11.7 W/m.K,且采用阻燃材料,有优异耐UV性,可缓和热应力。此绝缘层预计可用于车载LED中。（材料世界网,2011-4-29）用于可挠式显示器的金属线路制造技术韩国KAIST研究机构,研发出低成本地在有机薄上形成导电细线路的新技术,可应用于可挠式显示器等领域。该技术是将金属原子溶解于有机物中生成2 nm～3 nm的微小银粒子,使用激光诱导会使其发生光化学反应,制造出柔软的金属线路。

激光熔覆原位制造复合氧化铝陶瓷涂层应力场研究

针对新型铁颗粒增强型氧化铝陶瓷涂层在激光熔覆原位制造过程中的热应力对涂层质量的严重影响,研究了激光诱导反应条件下钛合金表面原位制备单道复合涂层过程中的热力问题。采用代表体积元方法仿真计算该新型涂层的热力学参数。利用生死单元法与内部生热热源相结合的方法建立了激光诱导铝热反应热源模型,分析了不同工艺参数组合下涂层构件热应力分布规律。结果表明:热应力主要集中在涂层及其与基板的结合面处,涂层上沿熔覆方向的拉应力是导致涂层出现横向裂纹的主要原因。由于激光诱导铝热反应,涂层的裂纹以及残余应力随着激光功率和激光扫描速度的增加而增加。在激光功率600 W、扫描速度2 mm/s时,涂层裂纹最少;在扫描速度5 mm/s、激光功率300 W时,残余应力最小。