生物材料红外波段消光性能分析

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近红外波段气溶胶的消光特性研究

近红外波段气溶胶的消光特性研究
第4 3卷 第 1 期
2 0 1 3年 1月
激 光 与 红 外
L AS ER & I NFRARED
Vo 1 . 43. No .1
J a n u a r y, 2 0 1 3
文章编号: 1 0 0 1 - 5 0 7 8 ( 2 0 1 3 ) 0 l - 0 0 2 4 - 0 5
Mi n i s t y r o f E d u c a t i o n , T a i y u a n 0 3 0 0 5 1 , C h i n a )
Ab s t r a c t : B a s e d o n t h e r e f r a c t i v e i n d i c e s o f a t mo s p h e r i c a e r o s o l s a n d t h e me a s u r e d v a l u e s o f a e r o s o l s i z e d i s t ib r u t i o n,
S t u d y o n e x t i n c t i o n c h a r a c t e r i s t i c s o f t h e a e r o s o l i n
n e a r . i n f r a r e d b a n ds
L I L i . f a n g , Z HANG J i . 1 o n g , L I Xi a o 一, WA NG Z h i — b i n 一, CHE N Y u a n — y u a n ’
・ 红外 技术及 应用 ・
近 红外 波段 气 溶 胶 的消 光特 性 研 究
李 丽芳’ , 张记 龙 , 李 晓。 ’ , 王 志斌 , 陈媛媛

材料的红外光学性能

材料的红外光学性能
对于金刚石、锗、硅等具有金刚石结构的晶体,由于在红外区域没有活跃的一次谐波晶格震动,高次谐波也较弱,因而是一类透过率较高、透射波段也较宽的优秀的红外光学材料,使用也较为普遍。
折射率和色散是红外光学材料的另一重要特性。首先,折射率和反射率损失密切相关,折射率越大,反射损失也越高。其次,对于不同用途,对折射率有不同的要求。例如,对于制造窗口和整流罩的光学材料,为了减少反射损失,要求折射率低一些;而用于制造高放大率、宽视场角光学系统中的棱镜、透镜及其他光学部件的材料则要求折射率要高一些。例如,有时为了消色差或其他像差,不但需要使用不同折射率的材料作为复合透镜,而且对色散也有一定要求。作为分光光度计中色散元件的棱镜,它的性能直接与材料的折射率和色散有关。
对整流材料的要求是在探测器相应波段内,整流罩必须有很高的透过率,自辐射应很小,以免产生假信号。有些材料在室温有很高的透过率,但高温时,由于只有载流子吸收增加,透过特性显著恶化(例如锗),这种材料就不能作为整流罩。整流是安装在飞机、导弹、飞船等高速飞行体的光学系统的前部,由于空气动力加热,整流罩的温度是很高的,因此,要求整流罩的溶点、软化温度要高,并且材料的热稳定性要好,要能经受得住热冲击。整流罩得硬度要大,这样,一方面有利于加工、研磨和抛光,另一方面不至于被飞扬的尘土和沙石所擦伤。由于整流罩暴露在空气中,因此化学稳定性要好,要能防止大气中的盐溶液或腐蚀性气体的腐蚀,并且不怕潮解。应当特别指出的一点是:一般的窗口尺寸较小,而整流罩的尺寸往往较大(直径几十毫米到几百毫米),并且折射率要连续,以免发生散射。因此,常常要求整流罩用单晶或折射率在晶粒间界没有突变的均匀的多晶制成。整流罩的曲线率往往很大,因此要有足够的强度,以便于加工、装配,并且经受住震动和气浪。
材料的红外光学性能

红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究

红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究
散 射 作 用 和 消 光效 果 逐 渐加 强. 关 键 词 : 事 化 学 与 烟 火 技 术 ; 幕 ; 外 光谱 ; e理 论 ; 磷 ; 光 系 数 军 烟 红 Mi 红 消
中 图 分 类 号 :N 1T 5 7 T 2 。Q 6
文献标识码 : A
S 丁 l IY oN Ⅱ LE i 】 M D FR R ED PECTRI S
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第2 5卷第 5期
20 0 6年 1 0月
红 外 与 毫 米 波 学 报
J nrrd Mi i W a e .Ifae lm. t vs
V 1 5,N . o .2 o5 Oco e , 0 6 tb r 2 0
文 章 编 号 :0 1 0 4 20 ) 5— 3 7— 4 10 —9 1 (06 0 0 9 0
E删
C n oN
PERFoRM ANCE oF RED PHo S PHo RUS S oKE M
W ANG Xua Yu .. PAN n . e n. - Go g P i
( . col f h mcl nier g N n n nvri f c ne& T cn l y N ni 2 09 , hn ; 1 Sho o e i gne n , aj gU ie t o Si c C aE i i sy e eh o g , aj g 10 4 C ia o n 2 Lb r oyo yo c n a T cn l , ntueo hm c e ne eig 12 0 , hn ) . aoa r f rt h i eh o g Istt f e ia D f s ,B in 0 2 5 C i t P e c l o y i C l e j a
红 磷 烟 幕 中 红 外 光 谱 和 红 外 消 光 性 能 研 究

材料的红外光谱特性与应用

材料的红外光谱特性与应用

材料的红外光谱特性与应用红外光谱是一种常用的材料表征手段,它基于物质在红外波段的吸收和发射谱线来提供关于物质结构和化学组成的信息。

红外光谱具有独特的特性,使得它在很多领域都有广泛的应用。

本文将介绍红外光谱的基本原理,讨论材料的红外光谱特性,并探讨其在科学研究和工程应用中的潜力。

一、红外光谱的基本原理红外光谱是利用物质分子特定的振动和转动模式吸收或发射特定波长的红外光所产生的谱线。

电磁波在介质中的传播受到物质的吸收和散射而发生变化,对于红外波段的电磁辐射来说,主要的吸收机制是分子的振动和转动。

分子的振动包括拉伸、弯曲和扭转等模式,不同的化学键和功能团对应着特定的振动频率和红外光谱峰位。

通过测量样品吸收或发射的红外光谱,可以判断分子中的不同化学键类型以及它们的相对数量。

二、材料的红外光谱特性不同材料在红外波段的光谱特性有很大的差异,主要取决于材料的化学组成和结构。

有机物通常在红外波段显示出更丰富的吸收峰位,因为有机分子中的化学键种类较多。

常见的有机分子如醇、酸、酮、酯等都有独特的红外光谱特性。

例如,醇类物质在3400-3650 cm-1范围内显示出强烈的O-H伸展振动吸收峰,而酯类物质在1720-1740 cm-1范围内显示出C=O伸展振动吸收峰。

利用这些特征吸收峰可以对有机化合物进行快速的鉴定和定量分析。

无机材料也有其独特的红外光谱特性。

比如,氧化物和硅酸盐类材料在1000-1500 cm-1范围内显示出Si-O键的伸展振动吸收峰,可以用来对这些材料进行表征和分析。

三、红外光谱的应用1. 化学分析与物质鉴定红外光谱在化学分析中有着广泛的应用。

通过测量样品的红外光谱,可以快速确定化学物质的成分和结构。

这对于新材料的研发以及食品、药品和环境样品等的分析具有重要意义。

比如,通过红外光谱可以鉴别食品中的添加剂、检测药品中的纯度和杂质,还可以帮助环境监测人员迅速判断有害物质的存在。

2. 材料表征与质量控制红外光谱可以用来表征和监测材料的物理和化学性质,对于材料研发和质量控制具有重要的意义。

纳米银粉的红外消光特性研究

纳米银粉的红外消光特性研究
LI Xing c i ZHENG e - i g U a — u , W ip n
( h ih v in R sac s tto h m cl ees, e ig12 0, hn ) T e f i o , ee rh ntue fC e i fneB in 0 2 5 C i F t Di s I i aD j a
中图分 类号 :T 2 6 N 1 文 献标 识码 :A 文章 编号 :1 0 .8 1 0 80 —3 1 4 0 18 9 ( 0 )50 0 — 2 0
S u y o R t c i n Ch r ce it f n — wd r t d n I Ex i to a a t rsi o n c Na o AgPo e

t g twa e td b R h r a ma n e n 8 1 m .Th x e i n a e u t ho d t a a o— r a e s t se y I t e m li gig s ti ~ 2 e e p rme tlr s ls s we h tn n Ag p wd r h se c le ti t re e c a a lt o 10 m nd 1 6 o e a x e l n n e f r n e c p bii t .6 y a 0. m R a e n R e a ma i g s t I l s ra d I t r li g n e , h m n sag e t e ta mo e i tre e c tra r a n . a dha r a tn i l sas k ne f r n emae i l nb o dba d po a i Ke r s: n n — o e  ̄ s k c e n; I e tn t y wo d a o Ag p wd r mo es r e R x i ci on; b o dba d ra n

石墨烯烟幕红外激光消光性能研究

石墨烯烟幕红外激光消光性能研究
第 3卷 第6 2 期 21 0 0年 6月
红 外 技 术
I fae e h o o y n r r dT c n l g
、 l 2 No 6 ,_ o 3 .
J n. 2 0 u 01
石 墨烯 烟 幕 红 外激 光 消 光性 能研 究
李素芳 ,查文珂 ,方建军 ,鲁盛会 ,从洪云,陈俊芳

r s l e e lt a r i s o sp o u e e o o e c u trn f g a h n h es e u t r v a tg an f a — r d c d a r s la l se g o r p e e s e t,wh c s i a o f s h r i ih i n f v r o
LISu Fa g, ZHA e Ke, F — n W n— ANG i n J n, LU e g— Ja —u Sh n Hui CONG n — u , Ho g y n, CHEN un f ng J —a
( o& e f hmi ̄ a dC e i l n ier g Hua nvri, h n sa4 0 8 , hn ) C l g C e s n h mc gn ei , n nU i sy C a gh 10 2 C ia o t aE n e t
中图分类 号 :T 6 .,T 1 Q5 75 N2 文献标识 码 :A 文章编 号 :1 0 —8 12 1 )60 6 —5 0 18 9 (0 00 —3 60

Ex i c i n Ch r c e itco r p e eS t t a a t rsi fg a h n mo et n r r d a d La e a e n o k oI fa e n s rW v

石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究

石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究

第50卷第4期V〇1.50 No.4红外与激光工程Infrared and Laser Engineering2021年4月Apr. 2021石墨烯红外波段复折射率及消光性能研究李凯王玄玉”,高艳卿2,董文杰1(1.陆军防化学院,北京102205;2.中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室,上海200083)摘要:石墨烯是一种新型二维纳米碳材料,在红外干扰方面具有很大的潜在应用价值,其红外消光 特性值得深入研究。

文中利用红外椭偏仪测量了石墨烯压片在红外波段的椭偏参数,计算得到其红外 波段的复折射率,采用离散偶极近似(DDA)方法计算了石墨烯在2〜14 pm波段的效率因子、消光系数 与入射波长、粒子直径和厚度的关系。

计算结果表明,石墨烯在2〜14叫1波段具有优异的红外消光性 能,其消光性能主要取决于材料的吸收性能,吸收作用大于散射作用,同时粒子对近、中红外辐射的消 光性能明显好于远红外波段;消光效率因子和消光系数随波长增加逐渐减小;消光效率因子随粒子直 径的增加而增大,近、中红外波段的消光系数大于远红外波段,其中直径0.25〜1pm粒子的消光系数最 大,直径1~4 nm粒子的消光系数随直径增加逐渐减小,直径大于4 pm的粒子对各波段红外的消光能 力受粒度变化的影响很小;消光效率因子随粒子片层厚度的增加逐渐增大,近、中红外波段的消光系数 随厚度的增加有所减小,而远红外波段的消光系数受粒子厚度变化影响不大。

关键词:石墨烯;复折射率;离散偶极近似(DDA);红外;消光系数中图分类号:E929.2 文献标志码:A DOI:10.3788/IRLA20200246Complex refractive index and extinction performance ofgraphene in infrared bandsLi Kai1,Wang Xuanyu1*.Gao Yanqing2,Dong Wenjie1(1. Institute of NBC Defense, Beijing 102205, China;2. State Key Laboratory of Infrared Physics, Shanghai Institute of Technical Physics, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200083, China)Abstract: As a new type of two-dim ensional nano-carbon m aterial,graphene has great potential application value in infrared interference,an d its infrared extinction characteristics are worthy of in-depth study.In th is paper, th e ellipsom etric param eters of graphene pellet in th e infrared bands were m easured by infrared ellipsom etry,an d th e com plex refractive index was calculated.Subsequent,th e relationships betw een efficiency factors,extinction coefficient and th e incident wavelength,diam eter,thickness in 2-14 ja m wavebands of graphene particles were calculated with discrete dipole approxim ation(DDA)m ethod.Results show th a t graphene has excellent infrared extinction perform ances in2-14 fim wavebands,and th e extinction perform ance of th e particles to near-infrared an d m id-infrared radiation is better th an th at of far-infrared band.The extinction perform ances m ainly depend o n th e absorption properties of th e particles,and th e absorption is better th an th e scattering effect.The extinction efficiency factor an d extinction coefficient gradually decrease w ith th e increase of wavelength.The extinction efficiency factor increases with th e increase of th e particle's diam eter.The extinction coefficient in near-infrared收稿日期:2020-06-22;修订日期:2020-09-30第4期红外与激光工程第50卷an d m iddle-infrared bands is better th an th at in far-infrared bands,of which th e particles with diam eter of0.25- 1ja m have th e largest extinction coefficient.The extinction coefficient of th e particles with diam eter of1-4 |x m decreases slowly with th e increase of diam eter,while th e extinction ability of particles with diam eter larger th an 4 |im is little affected by th e change of particle size.The extinction efficiency factor gradually increases with th e increase of th e thickness of graphene sheet,th e extinction coefficient in near-infrared an d m iddle-infrared bands decreases with th e increase of th e thickness,while th e extinction coefficient in far-infrared bands is less affected by th e change of particle thickness.Key words: graphene;com plex refractive index;discrete dipole approxim ation(DDA);infrared;extinction coefficient〇引言烟幕是一种实用、高效的无源干扰手段,在光电 对抗领域备受关注。

红外光谱分析技术在材料科学中的应用研究

红外光谱分析技术在材料科学中的应用研究

红外光谱分析技术在材料科学中的应用研究红外光谱分析技术是一种常见的材料科学分析方法,它可以通过检测样品对不同波长的红外光的吸收情况,来确定材料的成分和结构。

因此,红外光谱分析技术不仅在材料科学中具有广泛的应用价值,也在其他领域得到了广泛的应用。

一、红外光谱分析技术的基本原理和应用范围红外光谱是指波长在0.78-1000微米之间的电磁波,红外光谱分析技术是一种利用物质对红外光的不同频率的吸收与发射的特性进行物质结构和化学成份分析的方法。

应用范围广泛,涉及的领域包括但不限于:药物、食品、环保、医学、新材料、生命科学、地质学、建筑材料、聚合物、纺织等。

在材料科学中,红外光谱分析技术的主要作用是用来分析材料的化学成分和结构,以便更好的控制材料的质量和性能。

二、红外光谱分析技术在材料科学中的应用研究1、材料成分分析材料成分分析是红外光谱分析技术在材料科学中最常见的应用。

通过红外光谱分析技术,可以非常精准地识别出样品中有机化合物和无机化合物的种类和含量,从而确定样品的成分。

在工业生产中,红外光谱分析技术也是一种常用的成分分析方法。

例如,通过红外光谱分析技术可以快速准确地分析出各种塑料的成分,从而更好地控制产品的质量和性能。

2、材料结构分析材料结构分析是红外光谱分析技术在材料科学中另一个重要的应用领域。

通过红外光谱分析技术,可以确定各种有机化合物和有机聚合物的结构,从而更好地控制材料的生产过程,提高产品的性能。

例如,在医药领域,红外光谱分析技术可以用来确定药物分子的结构,从而确定药物的生产过程,保证药物的质量和疗效。

3、材料性能研究红外光谱分析技术在材料科学中的另一个应用领域是材料性能研究。

通过红外光谱分析技术,可以对材料的振动情况进行研究,从而了解材料的力学性能、光学性能等各种性能参数,进而优化材料的性能。

例如,在新材料研发中,红外光谱分析技术常常被用来研究新材料的结构和性能,从而更好地控制新材料的生产过程,提高新材料的性能。

红外光谱衰减全反射法结合热分析法分析PP再生料

红外光谱衰减全反射法结合热分析法分析PP再生料

红外光谱衰减全反射法结合热分析法分析PP再生料作者:黄爱萍赵金尧万富柳阿芳李厚钱荣敬来源:《绿色包装》2020年第05期摘要:采用红外光谱衰减全反射法(ATR-FTIR)、差示扫描量热法(DSC)、热重分析法(TGA)三种方法,对不添加与添加不同比例回收料的5种PP塑料进行测试。

结果表明,再生料均有少量PE成分,且再生料中回收料比例越高,其5%的热分解温度越低,残留量越大。

衰减全反射红外光谱结果与热分析的实验数据相吻合,这给再生料鉴别及其成分分析提供一定的技术支撑。

关键词:聚丙烯;回收;DSC中图分类号:TB48, F416.7, TQ325.1+4 文献标识码:A 文章编号:1400 (2020) 05-0048-03基金项目:湖南省市场监督管理局科技计划项目,项目编号(2017KYJH21)。

ATR-FTIR Combined with Thermal Methods to Analyze PP Recycled MaterialsHUANG Ai-ping, ZHAO Jin-yao, WAN Fu, LIU A-fang, LI Hou, QIAN Rong-jing (The Hunan Research Institute of Commodity Quality Supervision and Inspection, Changsha 410000, China)Abstract: Using three methods of infrared spectral attenuation total reflection (ATR-FTIR), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA) to test 5 kinds of PP plastics without adding or adding different proportions of recycled materials. The results show that the recycled materials have a small amount of PE components, and the higher the proportion of recycled materials in the recycled materials, the lower the thermal decomposition temperature of 5% and the larger the residual amount. The results of ATR-FTIR are consistent with the experimental data of thermal analysis, which provides a certain technical support for the identification of recycled materials and their component analysis.Keywords: Polypropylene; recycle; DSC聚丙烯是一種性能优良的热塑性塑料,具有耐化学性、耐热性、高强度机械性能、价格低廉等优点,被广泛用于食品和药品的包装、汽车工业、电子设备等[1-3],但在给人们带来方便的同时,其废弃物也给人们带来了严重的环境污染问题,同时为构建经济发展和资源环境的良性循环体系,PP塑料回收再利用已经形成相当规模。

红外光谱技术在材料表面分析中的应用

红外光谱技术在材料表面分析中的应用

红外光谱技术在材料表面分析中的应用近年来,随着科技的不断进步和发展,人们在材料表面分析领域不断探索,不断开发新的技术和方法。

其中,红外光谱技术是一种常用的分析技术,其应用广泛,特别是在材料表面分析领域中得到了广泛应用。

红外光谱技术是一种非常有用的分析方法,可以用于表面分析。

其基本原理是通过测量材料在红外辐射下吸收或反射的光谱来确定材料的成分和结构。

通过分析材料的红外吸收光谱,可以确定其分子结构、化学键的类型和结构等信息。

在材料表面分析中,红外光谱技术可以用于检测材料表面的化学成分和结构。

例如,红外光谱可以用来研究表面化学反应、膜的化学成分和结构、表面分子的结构等方面。

此外,红外光谱也可以用于检测材料表面的污染和污染物的化学成分。

红外光谱技术在材料表面分析中的应用非常广泛。

下面我们将详细介绍其在几个方面的应用。

一、表面活性剂的分析表面活性剂是一种广泛应用于工业和日常生活中的化学物质。

其广泛的应用领域包括洗涤剂、乳化剂、护肤品等。

表面活性剂的化学成分和表面结构与其性质密切相关。

因此,对表面活性剂的分析非常重要。

红外光谱技术可以用于分析表面活性剂的化学成分和表面结构。

表面活性剂在红外光谱下会出现许多明显的吸收峰,例如C-H伸缩振动、C=O伸缩振动等。

通过对这些吸收峰的分析,可以确定表面活性剂的分子结构、碳链长度、烷基分子末端的羟基、酸基或羧基等信息。

二、多层薄膜的分析多层薄膜是一种广泛应用于电子学、光学等领域的材料。

多层薄膜的工作原理和性能与其结构密切相关。

因此,对多层薄膜的分析是非常重要的。

红外光谱技术可以用于分析多层薄膜的化学成分和结构。

多层薄膜在红外光谱下会出现许多明显的吸收峰,例如Si-O-Si和Si-O-C的伸缩振动峰等。

通过对这些吸收峰的分析,可以确定多层薄膜的层数、化学成分、结构等信息。

三、纳米材料的分析纳米材料是一种特殊的材料,其尺寸在1-100纳米之间。

由于其尺寸非常小,其性质和表面结构与传统材料有很大的差异。

红外光谱技术在材料分析中的应用

红外光谱技术在材料分析中的应用

红外光谱技术在材料分析中的应用一、引言材料分析是物质科学领域中非常重要的研究领域之一,其主要目的是为了了解材料的物理、化学及其他相关性质。

作为一种高精度的测试手段,红外光谱技术已经在材料分析中得到广泛应用,能够帮助研究人员更快速、准确地推断材料的成分。

本文将围绕红外光谱技术在材料分析中的应用展开讨论。

二、红外光谱技术的基本原理红外光谱技术是一种将物质吸收不同波长、不同强度的红外辐射转化为光谱图的分析方法。

红外辐射波长范围通常在0.7到1000微米之间,而红外辐射的强度则受到分子结构、分子振动等因素的影响。

所以,当样品被辐射时,分子将会通过振动、弯曲、伸缩等方式吸收紫外线或红外线的辐射,并产生特定波长的光谱。

红外光谱技术的原理基于以下两个方面:一是每种化学成分都有其独特的吸收率,即使处于不同的环境中也可以准确地表征所包含的某些化学成分;二是分子结构和化学成分之间有着紧密的关联,不同的分子结构形态将精准地反映为不同特征频率的吸收率。

三、红外光谱技术在材料分析中的主要应用1. 无机材料红外光谱技术可以对各种类型的无机材料进行深入分析,包括金属氧化物、硅酸盐、金属卤化物等。

例如,将纳米ZnO粉末与红外光辐射相结合,可以确定不同纯度的ZnO材料的化学组成和微观结构。

此外,在地质学和矿物学领域,红外光谱技术也广泛应用于岩石和矿物学领域的物质分析中。

2. 高分子材料高分子材料是现代材料科学首要研究领域,包括塑料和化工品等。

红外光谱技术在高分子材料的研究领域中有着广泛应用,可以用于确定不同类型的塑料和橡胶的组成和成分。

例如,在我们日常生活中使用的塑料制品中,不同的塑料配方可以通过红外光谱分析来比较,以确保产品的一致性和可靠性。

3. 生物大分子红外光谱技术还可以用于分析生物大分子,例如蛋白质、脂肪酸和DNA。

不同结构、含量和组合的不同生物分子都具有其独特的红外光谱。

因此,红外光谱技术可以通过分析不同生物分子的吸收光谱来确定其结构组成,从而为生物大分子的进一步研究提供理论依据。

生物物理学中的光谱技术分析

生物物理学中的光谱技术分析

生物物理学中的光谱技术分析在生物物理学中,光谱技术是广泛应用的工具之一。

它可以用来分析生物分子的结构、动力学和相互作用等信息,进而为生物体系的研究提供了重要的数据支持。

本文将介绍生物物理学中常用的几种光谱技术,包括红外光谱、荧光光谱、紫外光谱和拉曼光谱等,并探讨其在生物领域中的应用。

一、红外光谱红外光谱是利用物质对红外光的吸收和散射来研究物质结构和成分的技术。

在生物领域中,红外光谱被广泛应用于生物分子的结构分析和催化酶活性的研究等方面。

以蛋白质为例,蛋白质的红外吸收峰可以提供其二级结构(α-螺旋、β-折叠、β-转角等)和氨基酸的结合状态等信息。

此外,红外光谱还可以测量酶催化反应中产生的化学键的变化,从而揭示其催化机理。

二、荧光光谱荧光光谱是利用物质发生荧光现象时发射的荧光信号来研究其结构和功能的技术。

在生物领域中,荧光光谱被广泛应用于蛋白质、核酸、细胞和药物等的结构和相互作用研究。

以蛋白质为例,荧光光谱可以反映蛋白质整体构象的变化,如受体和配体之间的相互作用等。

此外,荧光光谱还可以用于研究蛋白质的折叠状态、稳定性和配体的结合亲和力等。

三、紫外光谱紫外光谱是利用物质对紫外光的吸收和散射来研究物质结构和成分的技术。

在生物领域中,紫外光谱被广泛应用于蛋白质、核酸和细胞等的结构和相互作用研究。

以蛋白质为例,蛋白质的紫外吸收峰可以用来确定其三级结构(α-螺旋、β-折叠、β-转角等)和含量等信息。

此外,紫外光谱还可以用于研究蛋白质的热稳定性、强度和原位折叠等。

四、拉曼光谱拉曼光谱是利用物质散射入射光而发生的拉曼散射效应来研究物质结构和成分的技术。

在生物领域中,拉曼光谱被广泛应用于蛋白质、核酸和细胞等的结构和相互作用研究。

以蛋白质为例,拉曼光谱可以用来分析其二级结构(α-螺旋、β-折叠、β-转角等)和氨基酸的结合状态等信息。

此外,拉曼光谱还可以用于研究蛋白质的折叠状态和分子作用力等。

总结综合来说,光谱技术是生物物理学研究中不可或缺的工具之一。

红外线分析与生物大分子结构的解析

红外线分析与生物大分子结构的解析

红外线分析与生物大分子结构的解析红外线(FTIR)技术是一种分析生物大分子结构的有力工具。

它可以对样品中的分子振动信息进行分析,帮助揭示其化学组成、结构和功能。

本文探讨红外线分析技术在生物大分子结构解析中的应用,介绍其原理、实验操作及应用案例。

一、红外线分析原理在红外线分析中,光学仪器通过检测样品中分子间的振动运动产生的振动光谱图,以获得有关分子的结构和化学组成信息。

在光谱图中,不同的振动成分对应着不同的峰,这些峰的位置、强度和宽度直接反映出样品中分子的组成和构造。

具体来说,红外线分析基于分子中化学键的振动诱导红外线的吸收和散射,这种吸收和散射与其振动状态及化学结构有关。

对于生物大分子而言,主要检测的是它们中化学键的振动。

这些振动可以按照其所属化学键类型分为不同的区域,如C-H、N-H、C=O、N-H等。

二、红外线分析实验操作红外线分析需要使用一种特殊的仪器,称为红外光谱仪。

实验时,需要将样品置于样品室中,并通过仪器探测样品发出的红外辐射信号。

红外辐射的强度和波长变化可以被光谱仪直接感知并记录下来。

与其他生化方法相比,红外线分析具有操作简便、分析速度快、结果准确等优点。

同时,其在样品制备上的要求也较低,只需要对准备的样品进行干燥和压片处理即可。

在实际实验操作中,为了获得更精确的红外线光谱,需要对样品进行一些处理。

比如,对于多孔材料,需要将其进行研磨或压片使之变得更加均匀,以获得更有代表性的光谱信息。

三、红外线分析在生物大分子结构解析中的应用由于红外线分析具有操作简便、速度快、结果准确等优点,因此在生物科学研究、新药开发和临床医学应用中得到了广泛应用。

下面是其应用案例:1. 蛋白质结构研究在蛋白质结构研究中,红外线分析可以对蛋白质中的氨基酸序列、二级结构和三级结构进行分析。

举个例子,红外线分析可以帮助测定蛋白质中α-螺旋、β-折叠等不同二级结构成分的比例。

同时,它还可以用于检测蛋白质的变性或折叠状态,为相关疾病的研究提供帮助。

近红外光响应生物材料

近红外光响应生物材料

近红外光响应生物材料
近红外光响应生物材料是一种新型的生物材料,它能够在近红外光的照射下产生特定的生物学反应。

这种材料在生物医学领域具有广泛的应用前景。

近红外光响应生物材料的特点是能够吸收近红外光并将其转化为热能或化学能,从而触发材料内部的化学反应或物理变化。

这种材料通常由光敏分子和载体材料组成,光敏分子能够吸收近红外光并产生能量,而载体材料则能够将这种能量传递到材料内部的反应位点。

近红外光响应生物材料的应用非常广泛。

例如,它可以用于药物输送,通过在材料内部包埋药物分子,并在近红外光的照射下触发药物的释放。

此外,它还可以用于生物传感器,通过检测材料在近红外光照射下的光学或电学性质的变化,来检测生物分子或生物过程。

近红外光响应生物材料的研究和应用仍在不断发展中。

未来,随着材料科学和生物医学技术的不断进步,这种材料将会有更广泛的应用前景,为生物医学领域带来更多的创新和突破。

生物光谱分析方法的研究与应用

生物光谱分析方法的研究与应用

生物光谱分析方法的研究与应用生物光谱分析方法是一种利用光学光谱方法来研究生物分子结构和功能的技术。

这种方法广泛应用于生物医学、生化、分子生物学、药物研究等领域,包括蛋白质结构研究、肽、核酸分析、活体细胞研究等。

其中最常用的技术是红外光谱、拉曼光谱、紫外-可见光谱和荧光光谱。

红外光谱红外光谱是一种基于分子振动的光谱技术。

生物物质分子内存在大量的化学键,因此不同的生物物质有不同的红外光谱指纹。

红外光谱可用于识别、检验和鉴定生物样品中的蛋白质、核酸和小分子有机化合物等分子结构,如蛋白质的肽键、蛋白质和核酸的芳环和酰胺共振等。

红外光谱还可用于研究分子构象、反应动力学、分子间相互作用等。

拉曼光谱拉曼光谱是一种基于分子振动和旋转的光谱技术,与红外光谱相比,它对生物样品更为灵敏和选择性。

此外,拉曼光谱无需样品预处理,可直接对生物样品进行非破坏性测量,不会影响生物样品的生物活性。

拉曼光谱可用于研究生物分子内部结构、异构体、构象和亚结构、药物结合研究等。

拉曼光谱还可用于检测和诊断人类疾病、癌症等。

紫外-可见光谱紫外-可见光谱是一种基于分子电子能级的光谱技术。

它对生物样品中的色素、酶、蛋白质等分子具有选择性。

紫外-可见光谱可用于研究酶催化反应、蛋白质结构和功能、生物分子间的相互作用等生物过程。

荧光光谱荧光光谱是一种基于分子能级跃迁的光谱技术。

荧光物质在吸收较长波长光后会发出较短波长的荧光光。

生物样品中的许多分子(如DNA、荧光素等)具有荧光特性。

荧光光谱可用于研究荧光标记的生物分子的定量和定位,荧光蛋白的性质和函数等。

生物光谱分析在药物研究中的应用生物光谱分析方法在药物研究领域中有广泛的应用。

它可用于研究药物-受体相互作用,药物分子的结构和构象、药物传递途径、药物代谢和毒理等。

在药物筛选和设计中,生物光谱分析可用于评估药物的亲和力、选择性和活性,药物的作用靶点和机制等。

例如,红外光谱可用于研究药物-蛋白质相互作用,包括药物分子在蛋白质分子表面的结合位置和作用机制等。

红外光学材料的表征与应用研究

红外光学材料的表征与应用研究

红外光学材料的表征与应用研究红外光学材料在现代光学技术应用中扮演着核心的角色,其应用范围极为广泛,从红外传感、红外成像到红外通信等领域都需要用到红外光学材料。

其独特的光学性能,尤其是其在红外波段上表现出的特殊性能,使得其在当前的科学技术研究和工业生产应用中具备了不可替代的作用。

因此,对红外光学材料的表征和应用研究显得尤为重要。

一、人类对红外波段的理解在光学领域内,人类长期以来有一个常见的误解,即“光波可以穿透所有物体”。

但实际上,光波是有波长范围的。

人类肉眼所能够看到的光波是300-750纳米的可见光。

而红外波段则是超出了可见光的波段,波长范围为750纳米至1mm以上。

红外光被定位为人眼看不见的光谱波段,但是,其作为一种弱体高能量的光波,具有极大量的热量,而且其波长处在可见光波之下,与人眼常见光的刺激能力相比低很多,但具有强渗透性。

红外光波能够非常容易的穿透一些传统光学材料(如玻璃和塑料等),使得在红外波段下的材料研究具有更大的难度和挑战性。

二、红外光学材料表征技术的应用红外光学材料的表征和测试需要用到一系列的技术手段,如光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪等。

其中,红外光谱仪是最具代表性的红外材料表征设备之一。

红外光谱仪是利用在红外波段下吸收和发射特定的光谱信号,实现对红外材料的表征分析。

随着红外光学材料的发展和应用扩展,红外光谱技术的分析精度也逐渐提高,红外光谱仪的性能也不断改进,如光谱分辨率更高,成像分辨率更高,使得我们在研究红外光学材料时能够更加全面和深入理解材料的红外光学性质。

除了红外光谱仪之外,还有一些新型的红外光谱表征技术被广泛应用,比如拉曼光谱表征技术、红外光学声子谱技术、近红外光谱技术、红外显微镜分析技术等,这些新技术的出现,不仅使红外光学表征技术更加完善和精细,还使得在材料表征领域中更有学术和实用价值。

三、红外光学材料应用研究红外光学材料具备独特的物理特性和光学性能,其应用范围非常广泛。

红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究

红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究

第25卷第5期2006年10月红外与毫米波学报J.Infrared MiIIim.WavesVoI.25,No.50ctober ,2006文章编号:1001-9014(2006)05-0397-04收稿日期:2005-11-23,修回日期:2006-06-17 Received date :2005-11-23,revised date :2006-06-17作者简介:王玄玉(1965-),男,陕西蒲城人,南京理工大学化工学院博士研究生,防化指挥工程学院教授,主要从事军事化学和烟火技术研究.红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究王玄玉1,2, 潘功配1(1.南京理工大学化工学院,江苏 南京 210094;2.防化指挥工程学院烟火技术实验室,北京 102205)摘要:在中型烟幕试验柜中测试了红磷烟幕的红外光谱和粒度分布,分析了红磷烟幕在7.4!m ~13.8!m 波段的红外透过率和消光系数.测试了红磷烟幕对10.6!m 激光的质量消光系数.根据Mie 理论计算了红磷烟幕粒子对该波段红外的散射、吸收和消光效率因子.结果表明,在中等湿度条件下红磷烟幕对8.2!m ~11.0!m 红外和入射功率为1.0W 的10.6!m 激光的质量消光系数分别为0.424m 2/g 和0.396m 2/g.红磷烟幕在成烟后10min ~30min 时间内粒度分布在0.5!m ~3!m.平均粒度较小的红磷烟幕对中红外辐射的消光主要是吸收作用,随着烟幕粒度增加,散射作用和消光效果逐渐加强.关 键 词:军事化学与烟火技术;烟幕;红外光谱;Mie 理论;红磷;消光系数中图分类号:TN21,TO567 文献标识码:ASTUDY ON MIDDLE INFRARED SPECTRUM AND EXTINCTIONPERFORMANCE OF RED PHOSPHORUS SMOKEWANG Xuan-yu 1,2, PAN Gong-Pei 1(1.SchooI of ChemicaI Engineering ,Nanjing University of Science &TechnoIogy ,Nanjing 210094,China ;boratory of PyrotechnicaI TechnoIogy ,Institute of ChemicaI Defense ,Beijing 102205,China )Abstract :The infrared spectrum and the granuIarity distribution of red phosphorus smoke were measured in a middIe-size smoke chamber.The mass extinction coefficients of the smoke to middIe infrared and 10.6!m Iaser emission were measured too.The absorption ,scattering and extinction efficiency factors of the smoke to middIe infrared were caIcuIated according toMie scattering theory.According to the experimentaI resuIts ,the average mass extinction coefficient of the smoke to infrared between 8.2!m and 11.0!m is 0.424m 2/g and to 1.0W 10.6!m Iaser emission is 0.396m 2/g under a middIe humidity.The particIe diameters are about 0.5!m to 3!m between 10and 30minutes after forming the smoke.The extinction effect of the smoke partide with a smaII diameter is dependent upon the absorption in middIe infrared.The scattering function be-comes stronger and the extinction effect obviousIy increases with the diameter increment.Key words :miIitary chemistry and pyrotechnicaI technoIogy ;smoke screen ;infrared spectrum ;Mie theory ;red phosphor-us ;extinction coefficient引言红磷(RP )是磷元素的同素异形体,分子式记为P 4,但其分子结构为图1所示的复杂链状结构[1],与空气中的氧气充分燃烧后生成P 4010,若氧气不足则反应生成P 406.P 406相当于P 4中6个P-P 键断开,尔后各自嵌进一个氧原子,而P 4010则相当于在P 406基础上每个P 原子又各自连结了一个氧原子,每个P 原子共连结4个氧原子形成磷氧四面体结构.P 4010和P 406分别是正磷酸和亚磷酸的酸酐,后者具有很强的吸湿性,与空气中的水分相遇后生成具有不同结晶水的正磷酸和亚磷酸粒子,因此空气中水分愈多,形成的红磷烟幕就越浓密,红磷烟幕粒子直径就变得越大,这就使得红磷烟幕的消光特性随其粒子大小的变化而变化.8!m ~12!m 中红外波段是许多新型红外侦察和制导武器工作的大气窗口,而且兼容了10.6!m 波长的二氧化碳激光,因此研究烟幕对该波段红外的干扰或消光机理具有现实意义.红磷烟幕在光电对抗、作战防护等军事技术领域具有广泛应用,但有关红磷烟幕对该波段红外消光特性的定量研究较少,因此有必要对红磷烟幕的中红外光谱和红外消红外与毫米波学报25卷图l 红磷分子结构Fig.l Structure Of red phOsphOrus(RP)mOiecuies光性能进行测试分析.1 实验部分红磷(化学纯)l0g.1.1 实验装置中型烟幕试验柜[2].总体积5.58m3,最大光程2.42m.WOF-400型傅里叶变换红外光谱仪,液氮制冷MCT探测器,波数范围:7800cm-l~400cm-l,分辨率0.65cm-l,波数精度10.0lcm-l,信噪比优于l0000:l,高强度空气冷却红外光源.CY-40型二氧化碳气体激光器,可连续输出波长为l0.6!m的红外激光,采用全光谱功率测量探头及数字显示器.BT-9300H型激光粒度仪,测量范围0.l!m~340!m.FC-IV型气溶胶采样器,最大双通道流量:35dm3/min,超细纤维膜采样.AE200分析天平.1.2 实验步骤在烟幕试验柜的一端窗口外安装红外光源,对应的另一端安装红外光谱仪并连接至计算机数据处理系统.调节烟幕柜内湿度至60%,温度为25C.将l0g红磷置于耐火平板上使其与空气中的氧气充分接触,并准备好电点火用具.关闭排风口,密闭烟幕试验柜,采集无烟时本底光谱.点火施放红磷烟幕并低速搅拌.待红磷完全燃烧之后停止搅拌,l0min时采集红外透过光谱和烟幕浓度,并利用洗气瓶负压采集l0min、20min和30min时的烟幕粒子样品.同理安装二氧化碳气体激光器及功率探测器,测试相对湿度40%、65%和80%条件下红磷烟幕对l0.6!m红外激光的质量消光系数.实验时激光输出功率调至l.0W.1.3 实验结果试验测得红磷烟幕的质量浓度为2.365g/m3.相应时刻烟幕粒度分布数据如表l所示.表l中!l0、!50、!90分别代表粒度分布百分率累积值为l0%、50%、90%时对应的烟幕粒子直径,表1 红磷烟幕在不同时刻的粒度分布数据Table1 The granularity distribution of particles of RP smoke at different time after forming thesmokeTime/min!l0/!m!50/!m!90/!m D/!m l0l.75 3.57 5.94 2.9820l.2l l.75 2.42l.66300.4l0.560.750.54!为烟幕粒子的面平均直径.由表l可见,随着成烟时间增加,红磷烟幕的平均直径逐渐减小.图2为红磷烟幕在中红外波段的红外透过光谱.从图上可见,红磷烟幕在8.0!m~ll.2!m有一个很宽的吸收带(透过率很低),这与前文述及的磷酸酐分子结构密切相关,是由红磷烟幕主要组分正磷酸中大量的P-0单键在9.09!m~l0.53!m产生的伸缩振动吸收、P=0双键在7.4l!m~8.77!m 产生的强伸缩振动吸收和亚磷酸等组分中P=0双键在8.l!m附近的伸缩振动吸收以及P-0H键在9.62!m~ll.0!m和P-0-P在l0.0!m~ll.5!m 强峰相互叠加的结果,所以红磷烟幕对8.0!m~ ll.2!m红外具有显著的吸收作用.运用FX80红外光谱分析软件测算该红外光谱在中红外大气窗口内不同波长处的红外透过率"并根据Lambert-Beer定律计算红磷烟幕对该波段红外辐射的质量消光系数#$,结果如表2所示.由表2可知,红磷烟幕在8.2!m~ll.0!m波段对红外的吸收效应最为显著,平均质量消光系数为0.424m2/g;在8.2!m~l3.8!m中红外波段的平均质量消光系数为0.367m2/g,表明红磷烟幕对该图2 红磷烟幕的红外透过光谱Fig.2 The Infrared spectrum Of RP smOke表2 红磷烟幕中红外波段的质量消光系数Table2 The mass extinction coefficients of RP smoke to middle infrared!/!m7.48.29.09.8l0.2l0.6ll.0ll.4l2.2l3.0l3.8 "/%23.02l0.477.677.459.287.9l l0.68l7.442l.4024.88l7.l9 M c/m2・g-l0.2570.3940.4490.4540.4l50.4430.39l0.3050.2690.2430.3088935期王玄玉等:红磷烟幕中红外光谱和红外消光性能研究表3 红磷烟幕对10.6!m 红外激光的质量消光系数Table 3 The mass extinction coefficient of RP smoke to10.6!m laser emissionReiative humidity /%406580M c /m 2・g -10.2980.3960.453波段红外也具有良好的消光作用.表3为25C 时通过实验测试得到的不同湿度条件下红磷烟幕对入射功率为1.0W 的10.6!m 激光的质量消光系数. 根据表3,空气相对湿度对红磷烟幕的质量消光系数具有显著影响,并且相对湿度增加,红磷烟幕对10.6!m 激光的质量消光系数也显著增加.2 理论分析烟幕气溶胶粒子对入射电磁波的衰减主要是通过吸收和散射作用造成的[3].对于一定大小的烟幕粒子其消光能力通常可用Mie 散射理论中的消光效率因子0ex 、散射效率因子0sc 和吸收效率因子0ab [4]来表征.引入无因次参数x ,且定义x =2"r /!,r 为烟幕粒子半径,!为入射波的波长.当x >0.1~0.3[5]时可用Mie 散射理论精确求解单个球形粒子的效率因子.根据实验结果,红磷烟幕粒子为相当规则的球形粒子,其面平均直径D 分布在0.54!m ~2.98!m ,考虑7.8!m ~12.6!m 的关心波段,则线性尺寸参数x 对应的边界值为0.14~1.20,因此可用Mie 散射理论精确求解单个红磷烟幕粒子对该波段红外辐射消光的效率因子.若给定烟幕粒子的复折射率为m =m r -i m i ,其中m r 、m i 分别为折射率实部和虚部,则0ex 、0sc 、0ab 分别由式(1)~(3)[6]计算:0sc (m ,x )=2x 22I =1(2I +1)(I a I I 2+I 6I I 2) ,(1)0ex (m ,x )=2x 22I =1(2I +1)Re (a I +6I ) ,(2)0ab =0ex -0sc ,(3)式中a I 、6I 分别为反映电场振荡和磁场振荡对散射影响的Mie 散射参数,可用下式表达:a I ="'I (mx )"I (x )-m "I (mx )"'x (x )"'I (mx )#I (x )-m "I (mx )#'I (x ) ,(4)6I =m "'I (mx )"I (x )-"I (mx )"'x (x )m "'I (mx )#I (x )-"I (mx )#'I (x ),(5)其中,"I ="x!2 I +12(x ), 1I +()12(x )表示第一类Bessei 函数.#I (x )="x !2I +12(x )-i (-1)I +1-I -12(x [])根据上述各式可编程计算红磷烟幕对该波段红外的0ex 、0sc 、0ab 等效率因子.图3、图4、图5依次为直径0.54!m 、1.66!m 和2.98!m 的单个红磷烟幕粒子对7.8!m ~12.6!m 中红外辐射的效率因子0随入射波长变化的曲线.图6为3种直径红磷烟幕粒子消光效率因子0ex 对比曲线.根据图3~图5,对不同直径的红磷烟幕粒子,其效率因子曲线具有相似的变化规律,但散射效率因子和吸收效率因子在消光作用中的贡献却有很大图5 D =2.98!m 时红磷烟幕粒子的效率因子曲线Fig.5 The efficiency factor curves with D =2.98!m993红外与毫米波学报25卷图6 不同直径红磷烟幕粒子的消光效率因子曲线Fig.6 The extinction curves with different diameters差异,并且与入射波长相比,烟幕粒子直径越小吸收效应越明显,反之散射效应逐渐增强.根据图6可知,红磷烟幕粒子在8!m ~ll !m 波段内对入射电磁波具有相对较大的消光效率因子.此外,烟幕粒子直径越大,红磷烟幕对该波段入射电磁波的消光效率因子越大.3 结论(l )红磷烟幕对8.2!m ~ll.0!m 红外具有显著的消光作用,对8.2!m ~l3.8!m 中红外波段也具有良好的消光作用,所以红磷烟幕可广泛用于对抗工作在该波段的红外侦察和制导系统.(2)实验条件下,红磷烟幕对l0.6!m 红外辐射和l0.6!m 红外激光都具有比较大的消光系数,表明运用红磷烟幕可以有效切断或者削弱工作在该波段的红外信息激光.(3)红磷烟幕粒子的平均粒度和消光特性与成烟时间有显著关系.在红磷烟幕形成的初期,发烟剂燃烧比较剧烈并伴有较为强烈的吸湿过程,组成烟幕的主要是大颗粒的粒子;随着成烟时间的增加,大颗粒沉降,小颗粒在烟幕中逐渐占有多数.分析表明,与中红外波长相比尺度越小的烟幕粒子在辐射的消光作用中吸收效应越居于主导地位,散射效应则相对较弱;随着烟幕粒子直径的增加,散射效应明显加强,烟幕对中红外的消光作用逐渐增加,消光效率因子曲线将逐渐上移(图6).(4)红磷烟幕的成烟特性与空气相对湿度关系密切,空气相对湿度增加,烟幕浓度和平均粒度将会显著增加,红磷烟幕对中红外辐射的消光系数将会进一步增大.REFERENCES[l ]SONG oi-Sheng ,SUN Si-xiu.Inorganic chemistry tutorial [M ].Shandong :Shandong University Press (宋其圣,孙思修.无机化学教程.山东:山东大学出版社),200l.244—245.[2]CHEN Hai-Ping ,WANG xuan-yu ,AN Gang.The designand appIication of 2.4X l.5X l.3m 3smoke chamber [J ].Journal of Chemical Defense (陈海平,王玄玉,安刚.2.4Xl.5X l.3m 3烟幕柜的设计及应用.防化学报),l999,4:34—38.[3]LI Ming ,FAN Dong-oi ,yIN Chun-yong.Study on corre-sponding reIation of Iaser and infrared transmittivity for somesmoke screen [J ].J.Infrared Millim.Waues (李明,范东启,殷纯永.烟幕激光和红外透过率对应关系研究.红外与毫米波学报),2006,25(2):l27—l30.[4]Nussenzveig H M ,Wiscombe W J.Efficiency factors in Miescattering [J ].Physical Reuiew Letters ,l980,45(l8):l490—l494.[5]ZHANG Jing-xian ,LI yu-Dan ,JIN Wei-oi.Technigue oftwilight and infrared imaging [M ].Beijing :Beijing Institu-te of TechnoIogy Press (张敬贤,李玉丹,金伟其编著.微光与红外成像技术.北京:北京理工大学出版社),l995.75—76.[6]EarI McCartney.Optics of the atmosphere-scattering by moI-ecuIes and particIes [M ].Beijing :Science Press (麦卡特尼,大气光学分子和粒子散射.北京:科学出版社),l988,228—268.04。

真空中红外干扰材料的消光性能及动力学特性研究的开题报告

真空中红外干扰材料的消光性能及动力学特性研究的开题报告

真空中红外干扰材料的消光性能及动力学特性研究的开题报告1.研究背景红外干扰(IR)材料是一种具有高反射率和高吸收率的材料,在现代军事和民用设备中广泛应用。

在某些应用领域中,红外干扰材料还必须具有优异的消光性能和动力学特性。

因此,本研究旨在研究真空中的IR干扰材料的消光性能和动力学特性以及其应用价值。

2.研究目的和意义本研究的主要目的是研究真空中的IR干扰材料的消光性能和动力学特性,并探讨其在军事和民用应用中的潜在应用价值。

具体目标包括:(1)研究IR干扰材料在真空中的吸收光谱特征和消光性能;(2)研究IR干扰材料在真空中的动力学特性,如吸收速率和能量转移;(3)评估IR干扰材料在真空中的应用潜力,包括军事和民用领域。

3.研究内容和方法本研究拟采用以下方法和内容:(1)实验法:使用红外光谱仪研究IR干扰材料在真空中的吸收光谱特征和消光性能;(2)动力学模拟:采用分子动力学模拟方法,研究IR干扰材料在真空中的动力学特性,如吸收速率和能量转移;(3)应用评估:基于实验和模拟结果,评估IR干扰材料在真空中的应用潜力。

4.研究进度安排本研究的进度安排如下:(1)前期准备:调研和收集文献资料,研究IR干扰材料的基本性质和真空中的特殊研究问题。

时间:2个月。

(2)实验研究:进行实验研究,研究IR干扰材料在真空中的吸收光谱特征和消光性能。

时间:4个月。

(3)动力学模拟:使用分子动力学模拟方法,研究IR干扰材料在真空中的动力学特性。

时间:3个月。

(4)应用评估:基于实验和模拟结果,评估IR干扰材料在真空中的应用潜力。

时间:2个月。

(5)论文撰写:撰写论文,准备开题答辩。

时间:2个月。

5.预计研究成果及意义本研究预计可以研究IR干扰材料在真空中的消光性能和动力学特性,并评估其在军事和民用领域的应用潜力。

预计研究成果包括:(1)研究真空中IR干扰材料的吸收光谱特征和消光性能;(2)研究真空中IR干扰材料的动力学特性,如吸收速率和能量转移;(3)评估IR干扰材料在真空中的应用潜力,包括军事和民用领域。

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等l 7 ] 使 用近红外光谱法建立 了蛹虫草菌丝体 中有效 成分与红
外 光谱的相关模型 ,并分析了模型 的预测 性能 。孙杜娟 等[ 8 ] 分 析 了金属化生物材料 的微波 吸收特性 , 上述研 究为生 物材
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收 稿 日期 :2 0 1 6 0 7 — 0 5 。 修 订 日期 :2 0 1 6 — 1 2 — 2 0
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基 金 项 目 :国家 自然 科 学 基 金 项 目 ( 6 1 2 7 1 3 5 3 ,6 0 9 0 8 0 3 3 ) , 安 徽 省 自然 科 学 基 金 项 目 ( 1 4 0 8 0 8 5 MKL 4 7 ) 资 助
中 图分 类号 : 04 3 3 . 1
的方 法 , 难 以对其红外 消光性 能进 行分析 。
引 言
目前 , 传统 的无机消光材料 在军 、民用领 域得 到广泛使
用, 但 这些材料存在一定 的不 足 , 例 如原材 料 昂贵 、生成效 率低 、消光波段单一 、对环境 以及 使用人 员有 害等 。这些不 足一定程度 上制约了无机消光材料 的长远 发展 。近年来 , 现 代生物技术 在材料领域的应用不断加深 ,生物材 料具有形 态 丰 富、粒径 分布 广 、培养快捷 方便 、质 量密度 低等特点 , 研 究其性 质特点对发展新型消光材料具有重要意义 。 针对生物红外波段 的光学特性 ,国 内外学 者已开展 了相 关研究 [ 1 ] 。O u r t o n等[ 5 ] 测量 了雾 化枯草 芽孢杆 菌红 外波 段 的透过率 ,分析 了 枯草 芽 孢杆 菌 的红外 消 光 性能 。B a l d a u f 等l _ 6 利用傅里叶红外光谱 技术测 量 了沙 门氏菌的红外 光谱 , 并 得到沙 门氏菌构 成结 构 与红 外 光谱 之 间 的关 系。郭伟 良
生 物 材 料 红 外 波 段 消 光 性 能 分 析
李 乐 ,胡 以华 ,顾有林 ,赵 义正 ,于 磊 ,黄 宝锟
1 .脉冲功率 激光技术 国家 重点实验 室( 电子工程学 院) ,安徽 合肥 2 .电子制约技术安徽省重点实验 室 , 安徽 合肥 2 3 0 0 3 7 2 3 0 0 3 7
由米 氏理论可得 ,球型粒子消光截面可 以表示为

擎 z
( 嗍 )一 t oO , ) ( g ) ( mq)

( 2 ) ( 3 )
式( 1 ) 中, q 一 为波数 , 为入射 的波长 ; 和6 为米散射 系数 ; a 和 b 可通过式 ( 2 ) 和式( 3 ) 进行计算 ,


对制备 的三种消光材料真 菌 An 0 4 2 9孢子 ,真 菌 B b 0 9 1 9孢子 以及真菌 C x 0 5 0 7孢子 的红外波 段消
光性能进行 了测试分析 。静态测试采用压片法得 到三种 生物材料 的镜面反射光谱 ,然后根 据 Kr a me s - Kr o n i g ( K— K) 关 系对 三种 生物 材料 红外波段的复折射率进 行 了计 算 。由 Mi e 理论 计算得 到三种 生物材 料红外 波段 的静态质量消光 系数 , 并与几种无机非金属材料进 行 了对 比。 搭 建烟幕 箱实 验平 台 , 对 三种生 物材料 3 ~5 m波段动态质量 消光系数进行了测试 分析 ,得到 三种 消光材 料 的动态 质量 消光系 数分别 为 1 . 2 5 7 ,1 . 0 6 5 以及 1 _ 0 0 9 m2・ g _ 。 。测试分析结果表 明,三种生物材料 的红外波段消光性 能优 于常见 的无 机材料 ,其生产
为了进一步研究生物材料 的消光性 能 , 本 工作采用静 态
傅立 叶光谱技术与动态烟幕箱测试结合分 析的方法对 制备的
真菌 An 0 4 2 9 孢子, 真菌 B b 0 9 1 9 孢 子 ,真菌 C x 0 5 0 7孢子 三 种生物材料红外波段消光性能进行 了测试 与分析 。
1 测 试 原 理
周期短 ,生产成本低 , 生产过程无毒 , 对环境友好等优 点 , 使得生物消光材料具有较好 的应用前景 。 关键词 生物材料 ; 红外波段 ;复折射率 ; 质量 消光 系数
文 献 标 识 码 :A D OI : 1 0 . 3 9 6 4 / j . i s s n . 1 0 0 0 - 0 5 9 3 ( 2 0 1 7 ) 1 1 — 3 4 3 0 — 0 5
作者简介 : 李
乐 ,1 9 8 9年生 , 脉 冲功率激光技术 国家重点实验室 ( 电子工程学院 ) 博士研究生
e - ma i l : s k l — h y h @1 6 3 . c o n r
第3 7 卷, 第1 1 期
2 0 1 7年 1 1月



V o i . 3 7 , N o . 1 1 , p p 3 4 3 0 — 3 4 3 4
No v e mb e r ,2 0 1 7
S p e c t r o s c o p y a n d S p e c t r a l An a l y s i s



e( r a ) f ( q )
( mq )一 ( q ) ( ” 叼)
其 中, m( a ) 一 ( ) +旋( ) 为物质相对周 围介质 的复折射率 ;
料的制备 以及使 用提供 了一 定指 导 ,但存 在 以下不 足 :( 1 )
没有把生物材料 当做一 种独立 的 消光材 料进 行研究 ;( 2 ) 没 有具体的对生物材料 的动静 态消 光性能 进行 实验 分析 ;( 3 ) 对于水溶性较差 的生物 材料 , 采用测量水溶 液 的红外 透过率
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