1 陕西科技大学材料科学与工程学院，西安 710021
2 上海大学文化遗产与信息管理学院，上海 200444
在Na2O-K2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2系陶瓷釉中，通过引入2%~7% (质量分数)的Nb2O5，制备出蓝、青色的非晶光子结构色釉。采用紫外-可见反射光谱、Fourier变换红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等研究Nb2O5加入量对釉色、分相结构及元素分布的影响，并揭示其对非晶光子结构色的调控机制。结果表明：随着Nb2O5加入量的增多，釉中[NbO4]四面体转变为[NbO6]八面体，其作为网络修饰体存在于釉中，使得高温下釉熔体的黏度降低，分相液滴长大。并且，富集于分相液滴中的Nb元素提高了其与基相的相对折射率差，促使非晶光子结构色的波长向长波方向移动，釉色由蓝色向青色发展。
五氧化二铌 非晶光子 结构色釉 分相 niobium pentoxide amorphous photonic structural color glaze phase separation
江苏大学物理与电子工程学院，江苏 镇江 212013
细胞内液‐液相分离现象与细胞内的多种生物过程有关，分析研究相分离的现象及机理可为调控细胞生理过程和药物研发提供参考和策略。相位成像技术因在无色透明物体的非接触、免标记定量化观测方面具有巨大优势而被用于液‐液相分离的研究中；但是，在该技术中，样本厚度与其折射率耦合一起，形态分布需经相应算法反演获得，其分析效率较大程度上取决于数据采集量、计算处理时间和精度等。为满足生命科学研究领域对实时获取相分离凝聚物形态信息的需求，本文提出了一种仅需两幅相位图的三维形态快速反演方法，相应设计了一种由单个图像传感器实现双路光信息采集的干涉相位成像系统。提出的形态重构算法对数据采集要求宽泛，通过布置控制点，运用数学变换解算其沿两个非正交方向投影的平面像素坐标与其三维空间坐标的映射关系，由此计算反演得到像素点对应的三维坐标从而实现凝聚物形态的分离重建。
生物光学 干涉成像 液‐液相分离 边缘提取 投影映射 三维空间坐标
1 景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，江西 景德镇 333403
2 清华大学材料学院，北京 100084
在Na2O-MgO-CaO-Al2O3-SiO2-P2O5的多元釉系统中，通过研究不同氧化铁含量釉熔体的显微结构及析晶行为规律，揭示了釉面不同呈色的机理。结果表明：磷酸钙促进了釉系统中的分相作用，进而对釉面呈色起到重要作用；当氧化铁浓度较小时，Fe3+以离子形式存在，这时Fe3+以化学发色为主导致釉面呈现墨绿色；随着氧化铁的增加，釉层分相作用加强其相界面增大，入射光在大量的相界面间经过多次的散射和消耗被吸收，最终形成釉面的黑色效果；过量的氧化铁会从釉层硅酸盐网络体系中析出，形成α-Fe2O3纳米晶体导致釉面呈现出红色；釉层的α-Fe2O3纳米晶体继续长大形成针状阵列排布结构，进而对入射光进行相干散射形成釉面的银灰色效果。随着氧化铁用量的变化，化学发色和结构发色的共同作用形成釉面的不同呈色效果。
釉 氧化亚铁 分相 析晶 化学色 结构色 glaze ferrous oxide phase separation crystallization chemical color structural color
1 硅材料国家重点实验室，浙江大学材料科学与工程学院，杭州 310027
2 University of North Texas，Denton 76203
阐述了分子动力学模拟的基本原理，解释了相关概念，如边界条件、算法、势函数以及系综，总结了分子动力学模拟统计玻璃微观结构特征和计算玻璃各种宏观性能的理论方法，综述了该领域近来取得的研究进展，包括建立氟氧玻璃不混溶结构模型、设计含有目标晶相的玻璃陶瓷、模拟分相预测组成依赖的析晶相演变、模拟分相预测析晶相晶型转变、优化玻璃陶瓷发光性能以及提高铝硅酸盐机械强度等6个方面。最后，展望了3个有意义的后续研究方向，即探究模拟体系参数提高结果精确性、借助第一性原理分子动力学开发势函数和结合其他方法拓展模拟的实用性。
分子动力学模拟 玻璃体系 微观结构 宏观性能 分相 析晶 晶型转变 molecular dynamics simulations glass structure properties phase separation crystallization phase transformation
1 中国科学院 宁波材料技术与工程研究所, 宁波 315201
2 中国科学院 上海硅酸盐研究所, 上海200050
3 华东师范大学 电子科学系, 极化材料与器件教育部重点实验室, 上海 200062
放电等离子体烧结的AlF3掺杂氧化铝陶瓷在透射电镜(TEM)常规观察条件下发现了一种电子辐照诱导快速相分离行为。在透射电镜的电子辐照下, 球形纳米晶Al颗粒在几秒钟内从原始氧化铝晶粒表面析出。高分辨TEM观察结合衍射花样分析发现原始的F掺杂氧化铝晶粒表面为高度缺陷态, 电子辐照后, 随着Al纳米颗粒析出, 氧化铝晶粒表面的缺陷消失。通过对掺杂过程缺陷反应及氧化铝阳离子亚晶格的深入分析, 提出了一种缺陷辅助间隙原子偏析机理来解释这一现象。即掺杂F离子首先占据氧空位的同时Al离子占据间隙位, 当氧空位被全部占据时, F和Al离子同时占据基体八面体间隙位, 并形成了亚稳定的掺杂态。在氧化铝基体1/3 [11ˉ00]不全位错的作用下, 畸变的阳离子亚晶格产生双聚八面体间隙位。当这些双聚八面体空位被外来Al离子占据时, 正如高分辨图像所观察的, 形成了包含有三个原子层左右的堆垛层错。同时, 沿着层错偏聚在双聚八面体位的掺杂Al离子扮演了析出物早期的角色, 在电子辐照下随着F离子的烧蚀, 不稳定的偏聚Al离子析出成为纳米颗粒并伴随着基体氧化铝的晶格重构。
电子辐照 相分离 AlF3 AlF3 Al2O3 Al2O3 TEM TEM electron irradiation phase-separation
景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院，景德镇 333403
用DSC、色度仪、XRD、SEM等仪器对R2O-CaO-Al2O3-B2O3-SiO2分相乳浊釉样品进行检测分析，探究烧成制度对釉面性状及显微结构的影响。结果表明，升温速率快慢影响釉中组分扩散和迁移的时间，致使釉中分相液滴的尺寸分布、平均粒径、体积分数产生变化，釉面呈现乳蓝、乳白等效果; 提高烧成温度可促进釉层中组分的相互扩散，在1 160～1 220 ℃范围内可得到白度大于70%的光亮乳浊釉面，温度过高容易导致釉面出现针孔缺陷; 降温冷却过程中釉熔体在热力学和动力学相互作用下发生分相现象，分相液滴的组分、形貌和尺寸是此过程中某一瞬时的平衡态，因此降温冷却过程对分相乳浊釉有重要影响。
乳浊釉 分相液滴 扩散 烧成制度 opaque glaze phase separation droplet diffusion sintering system
Author Affiliations
Abstract
1 Department of Electrical and Electronic Engineering, Southern University of Science and Technology, Shenzhen 518055, China
2 Harbin Institute of Technology, Harbin 150001, China
3 Light, Nanomaterials, Nanotechnologies (L2n), Université de Technologie de Troyes & CNRS ERL 7004, Troyes 10004, France
4 State Key Laboratory of Applied Optics, Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China
5 Key Laboratory of Energy Conversion and Storage Technologies (Southern University of Science and Technology), Ministry of Education, Shenzhen 518055, China
We report holographic fabrication of nanoporous distributed Bragg reflector (DBR) films with periodic nanoscale porosity via a single-prism conuration. The nanoporous DBR films result from the phase separation in a material recipe, which consists of a polymerizable acrylate monomer and nonreactive volatile solvent. By changing the interfering angle of two laser beams, we achieve the nanoporous DBR films with highly reflective red, green, and blue colors. The reflection band of the nanoporous DBR films can be tuned by further filling different liquids into the pores inside the films, resulting in the color change accordingly. Experimental results show that such kinds of nanoporous DBR films could be potentially useful for many applications, such as color filters and refractive index sensors.
distributed Bragg reflector nanoporous reflection grating holographic fabrication phase separation refractive index sensing Chinese Optics Letters
2020, 18(8): 080007
1 华北理工大学轻工学院，唐山 064000
2 华北理工大学材料科学与工程学院，唐山 063210
3 唐山市环境功能材料重点实验室，唐山 063210
以LaCl3、ZrClO2?8H2O为原料，无水乙醇为溶剂，采用微乳液静电纺丝法制得烧绿石型的锆酸镧纤维，并引入分相剂石蜡在纤维中构筑多孔结构。采 用XRD、SEM和BET研究了纤维的结构和形貌，采用PL光谱测试了Eu3+掺杂的锆酸镧纤维的发光性能。研究表明，引入分相剂石蜡可以改善纤维中的孔结构，当 石蜡用量为4 mL时所制备的锆酸镧纤维物相纯度高，其比表面积为20.77 m2?g-1，平均孔径19.3 nm，有较为丰富的孔结构且分布均匀。因此，在该纤维中掺 杂Eu3+后，由于氧离子与稀土离子间的电荷跃迁，以及多孔结构光散射的作用，多孔纤维的发光强度有所提高。
锆酸镧 多孔纤维 微乳液电纺丝法 分相剂 发光性能 lanthanum zirconate porous fiber microemulsion electrospinning method phase separation agent luminescence property
景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院, 景德镇 333403
采用长石、高岭土、石英为主要原料制备了分相液滴自清洁釉。利用扫描电镜、X射线衍射仪和显微镜接触角测量仪等测试仪器表征了样品性能。研究结果表明: 当二氧化钛添加量为5wt%时, 釉表面形成大量细小的孤立液滴, 体积分数达58.48%, 具有高的表面硬度(869.10 kg/mm2)和良好的亲水自清洁性(表 面润湿角为13.361°)。与现有的表面涂覆纳米涂料相比, 该自清洁釉耐磨性强, 制备方法简单, 在中高温建筑陶瓷领域有着良好的应用前景, 符合绿色环保 理念。
自清洁 高硬度 分相釉 二氧化钛 self-cleaning high hardness phase-separation glaze titanium dioxide
1 香港中文大学生物医学工程系, 香港 123456
2 四川大学华西基础医学与法医学院, 四川 成都 610041
光遗传学技术是一种新型的生物技术,融合了光学及遗传学技术,可以实现光对细胞活动的控制。在光遗传学应用当中,靶向细胞可用基因来改造和表达光敏蛋白质,并可被光所调控。光遗传学技术利用光敏离子通道蛋白对特定神经细胞进行精准、快速的光控,已经掀起了神经科学研究领域的一场革命。除了光敏离子通道之外,能产生蛋白质相互作用的光敏蛋白也已被广泛应用于光遗传学研究。本文讨论了常见的基于蛋白-蛋白相互作用的光敏蛋白,然后介绍了基于光控蛋白-蛋白相互作用的光遗传学技术在光控基因表达、相分离、代谢工程和细胞器运输中的应用。
医用光学 光遗传学 蛋白相互作用 基因表达 细胞器运输 相分离 合成生物学
