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关键词： 交叉学科,材料化学,初探  

摘要： 简要阐述了新世纪对人才素质的要求和学科发展的特点,结合交叉学科材料化学的产生、特点,探讨了该学科的 教学难点,提出了实现教学目标的对策。

关键词： 北大   稀土功能材料   材料化学   应用   国家重点实验室   基础研究   评估   大学   北京  

摘要： 北京大学稀土材料化学及应用国家重点实验室日前刚刚进行了新一轮国家评估,在过去5年中,该实验室在稀土功能材料的基础研究及其应用等方面取得了重要进展,主要包括:

关键词： 钼酸根   单取代   芳香   有机亚胺衍生物   无机杂化   合成化学   超分子化学   化学方法   纳米结构材料   衍生物化学   分子构件   分子材料   反应条件   反应时间   反应活性   材料化学   伯胺   脱水法   室温下   取代基  

摘要： 　　多酸亚胺衍生物是构造新型有机/无机杂化的纳米结构材料的重要分子构件,在多酸有机衍生物化学、多酸超分子化学与多酸材料化学中具有极其重要的地位[1,2].但是有关多酸有机亚胺衍生物的合成化学方面的研究还比较少见[3].最近我们在DCC脱水法的基础上,以八钼酸根和芳香伯胺为原料,芳香伯胺的共轭酸作为催化剂,发展了制备六钼酸根的单取代芳香亚胺衍生物的新的合成化学方法(见图1)[4].该方法不仅反应条件温和(可以在室温下进行),而且反应时间短(不超过6 h)、收率合适(约50%)、易于操作.特别是采用该方法可以方便地得到芳环上含溴、氯或硝基等吸电子取代基的衍生物,而采用文献方法则不易或不能制备与纯化这类衍生物.这样的衍生物因含有反应活性的官能团,可以作为分子基元,用于构建新奇的有机/无机杂化的分子材料[5].……

关键词： 非线性光学   超晶格   谐波耦合   动力学   材料物理   材料化学   位相匹配  

摘要： 对非线性光学超晶格中谐波耦合过程的动力学性质及其相关的微结构设计理论作了较为系统和深入的研究，取得了一系列有创新意义的结果。本论文主要内容包括以下几个方面： 1.通过对位相匹配条件下的耦合方程的解析求解，研究了耦合三倍频过程的动力学演化规律。获得了三倍频耦合方程的显式积分解以及三倍频最优匹配条件所对应的耦合参数比τ的解析表达式，研究了三倍频最大转换效率与耦合参数比之间的具体关系：在耦合参数比大于τ时，获得了转换效率与耦合参数比关系的解析表达式;在耦合参数比小于τ时，提出了一种改进的小信号近似方法，近似地得到了此时的三倍频转换效率和耦合参数比的解析表达式。 2.研究了倒格矢的傅里叶系数的相位在准位相匹配过程中所起的作用。发现在考虑了傅里叶系数的虚部后通常形式的谐波耦合方程需要进行修正，并给出了修正后的耦合方程。同时指出了在只含有两个参量过程的三倍频、四倍频等较为简单的耦合过程中，傅里叶系数的相位问题并不会对物理过程造成实质的改变。但在一些更为复杂的耦合过程中则必须考虑这一问题，此时倒格矢的傅里叶系数之间的相位差会带来一种新的非线性相移效应。 3.通过对存在位相失配情况下的三倍频和四倍频耦合方程的解析求解，发现此时系统中存在一个和相位有关的首次积分。从而推翻了有关文献中关于一般形式的三倍频耦合方程只存在一个能量守恒这一个首次积分的论断。 4.发现在一些特殊边界条件下的耦合三倍频过程存在一种各次谐波强度均保持恒定、但各次谐波的相位均存在持续相移的特解，并研究了此时系统的动力学性质。发现可以把所得的特解按照稳定性分为两类，其中一类对边界条件的扰动是稳定的，而另一类则对边界条件的扰动是不稳定的。 5.利用投影理论对复式二组元准周期结构的倒空间性质进行了研究。讨论了复式准周期超晶格的傅里叶系数与准周期点阵的傅里叶系数之间的关系以及长方投影点阵参数与准周期序列参数之间的关系。获得了复式二组元准周期超晶格的倒格矢及其傅里叶系数的解析表达式。 6.对一般形式的二组元递推序列的准周期性进行了研究。通过定义递推膨胀函数，提出了一个可以判别任意二组元递推序列是否为准周期序列的严格判据。并对一类常见的二组元递推序列提出了一个简化的判据。 7.对三组元准周期超晶格的倒空间性质进行了理论研究。利用数值方法获得了三组元Fibonacci结构的投影面，证实了三组元Fibonacci结构的准周期性。详细研究了三组元Fibonacci结构投影面的性质，发现该投影面的边界具有分形的性质，并解析地获得了其对应的分形指数。研究了一般的三组元递推序列的投影面，发现大致可以分为规则的、破碎的和弥散的三种情况。获得了一般三组元准周期结构的通项公式及傅里叶系数的解析表达式，澄清了一般三组元准周期结构与三组元Fibonacci结构之间的关系。 8.对二组元准周期光学超晶格中的三次谐波的产生进行了实验研究。讨论了最优的准周期结构参数的选取方法。实验中基波波长为1.44μm，测得最大三倍频转换效率约为27％。还测量了二次谐波和三次谐波的温度调谐曲线以及调谐基波波长时所产生的二次谐波谱，并对倍频峰所对应的倒格矢进行了标定。 9.对耦合准位相匹配过程的超晶格结构的最优化设计问题进行了理论研究。讨论了一般情况下的超晶格倒格矢的傅里叶系数的本征限制。推导了倒格矢框架下的可提供多个倒格矢的理论最优结构，并对其最优性给出了一个严格证明。对最优结构的傅里叶系数与结构参数的关系进行了研究，获得了倒格矢个数为2时的最优结构的傅里叶系数的解析表达式，并讨论了倒格矢个数大于2时的最优结构的傅里叶系数的一般性质。 10.通过窗口傅里叶变换将局域傅里叶系数的概念引入到了超晶格结构设计中。指出在三倍频和四倍频等耦合准位相匹配过程中，转换效率不仅与整体结构的傅里叶系数大小有关，还与局域傅里叶系数的空间分布有关。研究了利用调节局域傅里叶系数的空间分布实现对超晶格结构进一步优化的方法。并利用椭圆积分获得了耦合三倍频和耦合四倍频过程中的最优超晶格结构的解析表达式。 11.通过对二维准位相匹配过程的分析，发现了一种新的准位相匹配条件。据此提出了一种新的位相匹配方法即“点匹配”方法，并讨论了基于点匹配方法的超晶格设计方法。与基于倒格矢的常规准位相匹配方法相比，点匹配方法的匹配能力更强，可以对一些常规准位相匹配所无法实现的过程进行匹配。最后将点匹配理论应用于一维非平面波的非线性光学过程，获得了可以对高斯光束三倍频实现完全匹配的超晶格结构，突破了常规准位相匹配方法应用于高斯光束三倍频时的最大转换效率限制。 12.研究了含时准位相匹配过程的特殊性质。发现准位相匹配过程与BPM匹配过程在微观上存在差异，从而导致了

关键词： 盐湖   MOS晶须   MgO晶须   晶体结构   FT-IR   比表面积   热分解   非等温   动力学  

摘要： 材料是现代科技发展的基础.随着现代无机合成技术的进步和复合材料的发展,以及晶须特有的微米级结构所表现出的诸多优异性能,镁基晶体材料在材料领域中的应用越来越广,用量越来越大.盐湖中蕴藏着丰富的卤水镁资源,同时在开发盐湖的过程中,不可避免地要产生大量的副产物Mg(OH)<,2>,该文的研究表明,能够直接利用盐湖提锂提钾后的老卤和廉价的工业副产物生产高值化的镁基晶须材料,立足于盐湖资源的综合利用,有利于镁基晶须材料的工业化生产.该文系统地总结了两种主要的镁基晶须水合碱式硫酸镁晶须(分子式为MgSO<,4>·5Mg(OH)<,2>·3H<,2>O,简称153MOS)和MgO晶须的研究进展,主要论述了在溶液环境体系中晶须的生长机制,对直接以盐湖老卤和工业副产物Mg(OH)<,2>为原料合成1 53MOS晶须并进一步合成MgO晶须的最佳条件,153MOS晶须和MgO晶须的物理化学性能表征,153MOS晶须的高温分解行为等方面进行了系统深入地探讨和研究.

关键词： 压电体   超晶格   声子极化激元   周期结构材料   材料物理   材料化学  

摘要： 人们对周期结构材料的研究方兴未艾。晶体中的周期势使在其中传播的电子形成能带结构，同样，在人工微结构材料中传播的光子或声子也形成能带结构。在人工微结构材料中，不同物理参数的调制产生互异的物理性能。我们知道，非线性光学系数的调制对应着准位相匹配频率转换的应用;介电常数的调制对应着光子带隙的形成;声阻抗(声波相速度大小与材料密度的乘积)的调制对应着声子带隙的形成。如果人工微结构材料中的压电系数受到调制，则对应于哪种物理过程，产生哪些新的物理效应?本文以压电体超晶格为例，阐述其中电磁波与极性体超晶格振动模相耦合形成声子极化激元的过程及其新的物理性能。 极化激元因其奇特的性能和潜在的应用而倍受关注。它不但具有光子带隙，即通常所称的剩余辐射带，同时还存在群速度异常现象。压电体超晶格中，还会在此基础上产生一些新的物理现象。本文从理论与实验两个方面对压电体超晶格中的声子极化激元进行了研究，主要方法与结果如下： 一，研究方法：研究宏观物理现象时，涉及的是一些宏观物理量，研究压电体超晶格时也是这样，在不涉及微观效应时我们可将它作为连续介质来处理。从麦克斯韦方程、声场运动方程以及压电本构关系出发，我们在理论上揭示了压电体超晶格中传播的电磁波与超晶格振动的耦合形成声子极化激元的效应。采用平面波展开法、转移矩阵法以及解析法计算了压电体超晶格中声子极化激元的色散关系，这几种方法所获得的结果相互印证，同时它们各有所长，互补的结果为我们对这一物理效应的全面与深入的认识提供了充分的源泉。 二，压电体超晶格中声子极化激元的物理效应：1，压电体超晶格中，沿着垂直于界面方向的周期性压电调制导致了色散关系图中微小布里渊区的出现，产生声子折叠效应。正因为声子折叠效应才使得准动量守恒定律有可能得到满足。在色散关系图中表现为光子色散曲线能够与声学声子的折叠支相交，在交点处声子与光子具有相同的频率与波矢值。没有这种折叠效应或者是超晶格材料不具有压电效应，则光子都不可能与声学声子发生相互作用，产生声子极化激元。也正是因为压电体超晶格中声子极化激元的上述形成条件，不同于离子晶体中声子极化激元的形成条件，使它们有所区别。比如在色散关系中表现为压电体超晶格中的每一阶声子极化激元由三支曲线组成，形成两个分裂的带隙;而离子晶体中的声子极化激元由两支曲线组成，形成一个带隙。 2，离子晶体中的声子极化激元只能由横向光学声子与光子耦合形成，在压电体超晶格中，不但横向超晶格声子能够与光子耦合形成声子极化激元，而且还存在纵向超晶格声子与光子耦合形成的声子极化激元。在本质上，离子晶体中由晶格振动产生正负离子的电偶极矩，这一极化可以与电磁波相互作用，在固有振动频率处产生共振;而在压电体超晶格中，超晶格振动经由压电效应引起束缚电荷的电极化，其中横向电极化与电磁波相互作用。由于压电效应的各向异性，横超晶格振动与纵超晶格振动都可能引起横向电极化，这就是表现为出现纵声子能够与光子耦合形成声子极化激元的原因。我们在详细讨论这一微观机制的基础上，描绘出了压电体超晶格的电极化与电磁波的耦合模型。 3，从压电体超晶格中声子极化激元的复色散关系图可以看出，上带隙中的波矢值为纯虚数，而下带隙中的波矢值为复数，即既有实部又有虚部。无论波矢值是纯虚数还是复数，都是倏逝波的表征，意味着波的衰减。在上下带隙中间一段很窄的频率范围中，波矢值为实数，入射电磁波反射率的计算结果显示了在这一极窄频段存在谐振透射的有趣现象。 4，人工微结构能够根据实际应用的需要进行调制，可以对不同的物理量进行调制，结构可以是一维、二维或者三维，可以具有周期性、准周期性。可以对周期大小进行调节，如果应用薄膜制备的外延生长方法，比如分子束外延法等，能够制备出周期为纳米尺度的压电体超晶格，其声子极化激元也就处于远红外频段了。此外，声子极化激元的带隙大小也可以通过选用具有大的机电耦合系数的材料而得以展宽，如Pb(Zn1/3Nb2/3)O3：PbTiO3。在如此多的灵活性中，本文以一维周期结构和准周期结构为例进行了着重研究。在研究准周期压电体超晶格中的声子极化激元时，我们选取了调节灵活性比较大的推广型一维二组元准周期结构，目的在于观察结构的变化对压电体超晶格中声子极化激元在实际应用中灵活性的影响。 三，实验：本文中，实验上的压电体超晶格是基于周期极化的同成分钽酸锂晶体，由传统的提拉法晶体生长技术与极化技术实现，其调节周期在微米量级。采用对样品表面没有损伤的几种方法观测了超晶格的周期大小及电畴宽度，它们是扫描电子显微术、微波近场显微术以及压电扫描力显微术。通过微波吸收与介电测量，观测了压电体超晶格中的声子极化激元，实验与理论结果保持着很好的一致性。 四，应用：离子晶体中，晶格振动的固有振

关键词： 材料化学   高技术新材料   信息材料  

摘要： 材料化学的研究对象是物质的组成、制备、结构与性能的变化规律及其应用。它强调现代精细材料合成与光电技术相互结合,深入系统地研究各种材料制备工艺及其与材料性能的关系,发展新型功能材料的人工设计技术,采用先进的实验技术和方法,研究和发展具有特定微结构和性能的新型功能材料。高技术新材料和信息材料的发展离不开材料化学,反过来,材料化学的发展进一步推动高技术新材料和信息材料的发展和进步。

关键词： 中科院福建物质结构研究所   机构改革   体制改革   结构化学   材料化学   晶体材料  

关键词： 开放性实验   教学改革   材料化学  

摘要： 文章简述了在材料化学专业课程中开设开放性实验的背景、意义、作用以及开放性实验教学对教师和学生的影响 ,并且还介绍了开放性实验教学在实践中可能面临的问题和困难以及相应的解决对策 。

关键词： 生物瓣   材料化学   实验研究   组织工程   2,3-丁二醇   型胶原蛋白  

摘要： 目的　探索一种有效的生物瓣材料内皮化方法 ,延长生物瓣的使用寿命。方法　新鲜牛心包片分 3组处理 :Ⅰ组单纯戊二醛 (GA)处理 ;Ⅱ组GA + 2 ,3 丁二醇改性 ;Ⅲ组GA + 2 ,3 丁二醇改性 +Ⅰ型胶原蛋白预覆 ;Ⅳ组空白玻片作对照。各组体外种植内皮细胞 ,计算种植后第 1、3、5、8天的活细胞数。种植后第 8天行第Ⅷ因子检测和扫描电镜 (SEM )观察。将内皮化的Ⅲ组牛心包片移植至猪腹主动脉 ,Ⅰ组牛心包片作对照。 30d后取出标本行第Ⅷ因子检测和SEM观察。结果　Ⅲ组牛心包片表面细胞生长最为活跃 ,在第 5、8天的细胞数明显多于Ⅰ组和Ⅱ组 (P <0 .0 5 ) ,经动脉血流冲击 30d后表面光滑 ,无钙化和血栓形成 ,有较多内皮细胞存留 ,细胞与基质间有微丝连接形成。而对照组牛心包片表面粗糙 ,小钙化形成 ,无细胞生长。结论　 2 ,3 丁二醇改性和预覆Ⅰ型胶原蛋白是生物瓣材料内皮化的有效和可行的方法 ,有抗钙化、血栓形成和抗血流切应力能力 ,具有临床应用前景。