磁控溅射制备BCN薄膜纳米力学和摩擦磨损行为的研究

利用直流磁控溅射技术制备三元BCN薄膜，通过改变N2／Ar流量比（0．0～0．3）得到不同含氮量的薄膜．采用X射线光电子能谱仪和傅立叶红外光谱仪分析薄膜的成分和结构，采用纳米压入仪分析薄膜的纳米力学性能和纳米摩擦磨损特性，分别采用连续刚度测量法和横向力测量法测试薄膜的硬度和划痕行为．结果表明：薄膜中氮含量随N2／Ar流量比增加而增大并趋于稳定；反应气体中的氮优先与硼结合生成B—N键，当N2／Ar流量比超过一定值后，部分氮与碳结合生成C=N键；薄膜的纳米硬度和弹性模量随薄膜中氮含量的增加而下降；BCN薄膜的划痕深度与薄膜的结构密切相关，而摩擦系数受薄膜结构的影响不明显；在相同载荷下薄膜的划痕深度随薄膜中氮含量增加而增大；对于同一试样，薄膜在未破裂之前摩擦系数基本保持在0．10左右，薄膜破裂后摩擦系数迅速增至0．46．     

α粒子辐照诱导拟南芥菜早期远程表观遗传改变研究

由于低能离子较低的组织穿透能力, 其诱变机理一直是研究者争论的问题。 近年来, 本研究组的一系列研究工作已经证明在植物中存在辐射远程（诱变）效应, 从一个新的角度解释了低能离子的诱变机理, 然而依然无法解释低能离子辐照中的许多独特生物现象, 而这些现象均具有明显的表观遗传学特性。 以表观遗传学最具标志性特征的胞嘧啶甲基化为研究对象, 以α粒子 拟南芥菜根辐照实验体系作为研究平台, 检测了远程组织(器官)甲基化相关基因 AtDML3 的表达及特定基因片段的甲基化水平。 研究证实, 在植物个体水平辐射可以诱导远程表观遗传的变化, 为进一步探索低能离子的诱变机理提供了新的思路。 Along the way, the mutagenic mechanism of low energy ions irradiation is a debatable issue. Recently, the existence of radiation induced long range (mutagenic) effects in vivo in plants has been performed in a series of studies of our group, which account for the mutagenesis of low energy ions irradiation in a new perspective. However, numerous distinct biology phenomena remain to be addressed, which bear obvious characteristics to epigenetic. In the present study, using the expression of methylation related AtDML3 gene and methylation level of specific gene segments as end points, the methylation of cytosine, the most important feature of epigenetic, was investigated. It was shown that, in A. thaliana, root loca lized α irradiation could induce epigenetic changes in aerial parts which avoided the direct irradiation. The radiation induced long range epigenetic changes were confirmed in this study, which supplied innovative ideas for the further investigation of the mutagenetic mechanism of low energy ions irradiation.     

成份对BCN薄膜结构和纳米力学性能的影响

利用直流磁控溅射技术制备了三元BCN薄膜,通过在100~500 mA之间调节励磁线圈电流,获得了不同成分的BCN薄膜。分析结果表明随着励磁线圈电流的增加,薄膜中B含量由43 at%上升至53 at%,C含量由25 at%下降至15 at%,而N原子百分含量基本不随励磁线圈电流的改变而变化。随着B含量不断增加,C含量不断减少,薄膜中B-C键含量逐渐减少,而B-N键含量相应增加,并且薄膜中类BC3.4的B-C键逐渐向类B4C的B-C键转化。薄膜中B和C含量的变化对薄膜的力学性能影响不明显,薄膜纳米硬度位于17.0~20.4 GPa之间,弹性模量位于161.0~197.3 GPa之间。     

植物个体远程辐射信号早期传递过程的研究体系创建

自2005年以来,活体中的远程辐射旁效应逐渐成为辐射生物学的研究热点,然而其早期信号传递过程的相关研究却鲜见报道,主要原因是由于早期信号传递过程研究所需的旁区与辐射区的自由分离与组合在动物模型上无法实现。本研究是基于植物个体可以切割和嫁接的特性,借鉴离体细胞培养基转移方法研究旁效应早期过程的思想,在植物个体上实现旁区与辐照区的"分离"与"组合",构建了一种研究个体远程辐射信号早期传递过程的植物实验体系。具体是以模式植物拟南芥菜转基因系(AtRAD54promoter∶∶GUS)为材料,同源重组修复相关基因AtRAD54表达水平为生物学检测终点,人为地将辐照区的组织(或器官)与旁区部分"分离"或"嫁接",通过测定旁区组织(或器官)的AtRAD54基因表达水平变化,研究其辐射信号传递的早期过程。该研究体系的创建为活体旁效应早期过程的研究提供了一种可行的研究方法。