基于环氧树脂的显隐性复合防伪薄膜的制备

利用不同粒径的SiO₂纳米微球在聚乙烯基板上提拉自组装,形成了不同粒径微球排布的结构色薄膜。随后,在结构色薄膜中加入掺有稀土铝酸锶长余辉材料的光固化环氧树脂,利用掩模法形成长余辉图案,并使用氢氧化钠溶液对薄膜进行蚀刻,制备了具有高稳定性的长余辉和结构色的复合防伪薄膜。结果表明：利用表层光子晶体结构的光子带隙匹配底部图案的荧光波段,并通过刮擦、润湿等简单方法,即可实现底部荧光图案的显示;通过乙醇擦拭,表层结构能够快速恢复,再度实现荧光图案的隐藏,该方法可以使得防伪标签能够通过可重写方式进行反复使用。此外,腐蚀和弯曲测试表明,所制备薄膜具有很强的鲁棒性。     

快照式干涉成像光谱仪阶梯面形误差特性分析

快照式干涉成像光谱仪通过微透镜阵列多重成像与多级微反射镜相位调制的光场耦合,实现动态场景图像光谱的同时探测。多级微反射镜的基片加工精度及膜层表面应力会导致阶梯面产生弯曲形变,从而影响光谱与成像的质量。分析了多级微反射镜阶梯面弯曲形变的面形误差特性,建立了阶梯面形误差的光场传输模型。计算结果表明,不同的阶梯面形误差分布情况会引起各视场干涉像点阵列不同的强度改变,并导致复原光谱中出现不同的噪声分布特征。阶梯面形误差会在不同成像视场的复原光谱中引入相位误差,并对相干像点的强度分布进行调制。重建光谱误差随着两个多级微反射镜阶梯矢高绝对值的增加单调递增,通过该关系便可以由阶梯矢高实测值对系统性能进行评估,并为器件制作提供理论指导。     

一种尼龙老化评价的新方法

作为一种广泛使用的工程塑料,尼龙的老化备受关注。当作为电力系统芯片的封装材料时,尼龙在自然环境下的老化有可能会导致封装失效,从而影响芯片使用的可靠性,严重时甚至导致芯片的失效,给电力行业带来巨大损失。常规的自然老化和人工加速老化评价周期非常漫长,不同因素对尼龙老化的影响机理十分复杂,且这种影响难以研究,使得评价尼龙的老化稳定性成为一大难题。采用自主开发的原位老化评价系统,对尼龙6（PA6）和尼龙66（PA66）的老化稳定性及湿度对老化的影响进行了研究。该系统可以实现光照/温度/湿度/氧气等环境因素的加载,通过高灵敏度地测定材料在综合环境因素作用下产生的气相降解产物来评价材料的老化稳定性,评价时间缩短到几小时。实验表明,PA6和PA66的气相降解产物以H₂O和CO₂为主,由于H₂O在气相中的浓度不稳定,因此以CO₂的产生量作为老化评价指标。通过对不同自然老化时间PA6和PA66的原位老化评价,并与其ATR-FTIR红外光谱图进行对照,证明了原位老化评价方法能够较好地反映尼龙的老化程度,自然老化时间越长,PA6和PA66的稳定性越低,CO₂的产生量越大。进一步,采用该方法研究了湿度对PA6和PA66老化反应的影响,证明增大湿度对尼龙老化存在促进作用,而且升高温度会进一步促进湿度对老化的促进作用。研究表明,原位老化评价方法是一种快速评价尼龙老化稳定性及环境因素影响的有力手段。     

钾镁胁迫对橡胶幼苗叶片物质成分影响的FTIR表征

养分亏缺是作物产量和质量提升的重要限制因子。我国砖红壤植胶区钾、镁缺乏及其低的有效性长期制约天然橡胶的产、质量。以“热研7-33-97”橡胶幼苗为研究对象,利用傅里叶变换红外光谱（FTIR）对钾、镁胁迫下橡胶树叶片物质组成特征进行研究,分析不同钾、镁胁迫条件下叶片红外光谱图谱特征峰的变化及其差异,探讨钾、镁胁迫对叶片物质成分和结构的影响,以期为钾镁缺乏影响橡胶树生长与生理代谢的机理研究提供参考。结果表明：（1）缺钾条件下,1 554,1 519和1 075 cm-1处的吸收峰缺失,表明橡胶叶片中蛋白质酰胺Ⅱ带、酚类物质、碳水化合物的化学结构受到破坏,并且其他特征峰吸光度与正常处理相比均有不同程度的升高,表明缺钾造成蛋白质、碳水化合物等物质在叶片中大量积累,物质转运效率降低;（2）缺镁条件下,1 554 cm-1处吸收峰向高频方向位移了6 cm-1,说明缺镁造成蛋白质酰胺Ⅱ带的结构发生改变,同时,1 550~1 350 cm-1波数范围内吸收峰相对吸光度明显下降,说明缺镁降低了细胞壁多糖以及含油脂化合物的含量,且该波数范围内的三个吸收峰较其他吸收峰变化敏感,表明该波段可以较好地指示橡胶叶片镁营养状况;（3）钾镁同时缺乏条件下,各吸收峰的相对吸光度和强度明显减弱,1 554,1 519和1 075 cm-1处的吸收峰缺失,说明蛋白质酰胺Ⅱ带、酚类物质、碳水化合物的化学结构受到破坏,1 057 cm-1处吸收峰向高频方向位移了11 cm-1,表明橡胶叶片中果胶类多糖分子结构发生了变化。综上所述,缺钾造成橡胶叶片蛋白质、糖类物质的含量的大量积累,缺镁造成叶片细胞壁多糖和油脂化合物下降,而钾镁同时缺乏时蛋白质、脂类、糖类物质等物质含量均明显下降。研究表明,使用FTIR技术对养分缺乏下的橡胶叶片物质成分定性分析具有一定的可行性,同时可为橡胶钾、镁营养生理代谢的机制研究提供新的思路和方法。     

FTIR光谱结合曲线拟合研究萌发水稻种子

种子的萌发是种子生命历程中的主要组成部分之一,了解种子萌发过程中经历的生理生化变化,准确确定种子的活力,对农业生产很重要,因而,研究种子萌发有重要意义。采用傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合研究不同萌发程度的水稻种子,以探寻种子贮藏物质动员情况,对不同萌发时间的水稻种子进行傅里叶变换红外光谱、二阶导数光谱、二维相关红外光谱和曲线拟合研究。结果显示,原始红外光谱整体相似,光谱反映出水稻种子的主要贮藏物质为淀粉、蛋白质和脂肪;吸收峰强度比A_{1 659}/A_{1 019},A_{1 740}/A_{1 019},A_{1 157}/A_{1 019},A_{1 157}/A_{1 081}随萌发时间的增加而降低。814～1 000和1 028～1 340 cm-1范围内的二维相关红外光谱结果显示自动峰个数和最强自动峰的位置、强度随种子萌发时间的增加而变化,表明种子在萌发过程中糖类和蛋白质发生变化。二阶导数光谱在1 200～950 cm-1范围内出现七个峰,其中988 cm-1处的峰随萌发时间的增加向较高波数蓝移,而1 053和1 158 cm-1处的峰向较低波数红移,表明水稻种子在萌发过程中多糖的结构和含量可能发生了变化;在1 700～1 600 cm-1范围内出现九个峰,其中1 641和1 692 cm-1处的峰呈现随萌发时间的增加红移到较低波数的趋势,表明水稻种子在萌发过程中蛋白质的结构和含量可能发生了变化;在1 800～1 700 cm-1范围二阶导数光谱仅观察到1 712和1 744 cm-1处的两个峰,其中1 744 cm-1由脂类物质C═O伸缩振动引起,为脂肪的特征峰。为进一步研究水稻种子萌发过程中贮藏物质的具体变化,以二阶导数光谱确定的子峰位置和数目为依据,对原始红外光谱的1 200～950与1 800～1 600 cm-1区域进行曲线拟合分析。曲线拟合结果显示,随萌发时间的增加,多糖和蛋白质的相对含量总体上呈现下降趋势,脂肪的相对含量先降后升。研究表明,傅里叶变换红外光谱结合曲线拟合可作为研究种子萌发的有效手段。     

1550 nm毫瓦级单横模垂直腔面发射半导体激光器

报道了国内首次实现出光功率达到毫瓦量级的单横模1550 nm波段垂直腔面发射半导体激光器(vertical-cavity surface-emitting laser, VCSEL).设计了基于InAlGaAs四元量子阱的应变发光区结构;设计并制备了具有隧穿特性的台面结构,实现了对载流子空穴的高效注入及横向模式调控;采用半导体分布式布拉格反射镜与介质反射镜结合的方式制备了1550 nm VCSEL的反射镜结构. VCSEL中心波长位于1547.6 nm,工作温度为15℃时最高出光功率可达到2.6 mW,最高单模出光功率达到0.97 mW,最大边模抑制比达到35 dB.随着工作温度增加,激光器最高出光功率由于发光区增益衰减而降低,然而35℃下最大出光功率仍然可以达到1.3 mW.激光器中心波长随工作电流漂移系数为0.13 nm/mA,并且激光波长在单模工作区呈现出非常一致的漂移速度,在气体探测领域具有很好的应用潜力.本研究为下一步通过高密度集成获得高功率1550 nm VCSEL列阵奠定了基础.     

2006-2007年度胡刚复、饶毓泰、叶企孙、吴有训、王淦昌物理奖获奖项目介绍

1胡刚复奖 项目名称：信息功能纳米材料的制备与物性测量技术 主要完成人：顾长志（中国科学院物理研究所） 高可靠性信息纳米功能材料的制备与物性测量技术是目前纳米科技领域的重要研究课题，特别是关于纳米材料的原位物性测量，以及纳米尺度低维人工结构、     

泵浦光波形和脉宽对飞秒激光对比度的影响

 采用宽带数值模型，应用四阶龙格-库塔数值算法对三波耦合方程进行数值分析，研究了泵浦光的波形和脉宽在提高光参量啁啾脉冲放大系统输出飞秒激光对比度的作用。结果表明：在泵浦光脉宽较小的条件下，采用平滑的泵浦光波形更有利于提高飞秒激光对比度；在泵浦光脉宽较宽时，飞秒激光对比度得到很好地提高，而对泵浦光波形不敏感；但继续提高泵浦光脉宽并不能进一步改善飞秒激光对比度，而系统的转换效率却显著降低。     

原子尺度上的异质催化

现实中的催化剂是个相当复杂的系统体系，且为粉末状，限制了多种表面科学表征手段的应用,科学家通过建立简化的催化剂模型，充分利用目前多种有力的科技分析手段，如扫描隧道显微镜（STM）、透射电镜（TEM）、光电子能谱（XPS）、傅里叶变换红外吸收谱（FTIR）、电子能量损失谱（EELS）等，直观地在原子尺度上研究催化反应的机理，从而使得人们能够设计出选择性能更高、催化性能更好的催化剂．