珍珠层新结构模型及其光子彩虹色成因

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2、权保存并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。本学位论文属于：口保密，在年解密后适用授权。口不保密。(请在以上相应方框内打“√”)论文作者签名：鳏编吼彻。训户指导教师签名：旋细)≮／日期沙／≥。多、夕作者联系电话：田夕豸≥彤6岁电子邮箱：矽朋厂弓忍翻髟、∞M溪：≯薯霭溺鹌貅笺珍珠层的新结构模型及其光子彩虹色成因摘要贝壳珍珠层是由文石和有机质周期排列形成的天然复

3、合材料，具有较高的机械强度和鲜艳的彩虹色。为了研究珍珠层的形成机理及其彩虹色成因，本文以翡翠贻贝、紫贻贝和淡水养殖珍珠为研究对象，利用傅里叶变换红外光谱(FⅡR)、X一射线衍射仪(XRD)、光纤光谱仪、扫描电子显微镜(SEM)及理论模拟软件等研究方法对其微结构及彩虹色进行系统地研究，同时首次利用色度坐标对贝壳珍珠层及淡水养殖珍珠的颜色进行定量分析。本文所获得的主要结论如下：(1)翡翠贻贝珍珠层、棱柱层及其过渡区域均由文石组成，而紫贻贝棱柱层和珍珠层分别由方解石和文石组成，分析认为两者棱柱层的矿物组成与其

4、生长环境及所含蛋白质类型有关；淡水养殖珍珠均由文石型碳酸钙组成。(2)首次发现翡翠贻贝珍珠层中文石板片呈现出惊人的穹顶状结构，且该板片的弯曲度从靠近棱柱层到靠近内表面一侧逐渐减小，最后过渡为平板状文石；紫贻贝珍珠层和淡水养殖珍珠的文石板片均为平板状。分析认为，穹顶状文石板片的形成是珍珠层一棱柱层过渡区域存在大量不规则的网弧颗粒构成不平整基底、表面张力和有机质等因素共同作用的结果。(3)对翡翠贻贝、紫贻贝和淡水养殖珍珠彩虹色的反射光谱测定发现，它们的反射谱中均存在多级反射峰，与软件模拟的反射光谱一致。分析

5、认为它们的彩虹色是由珍珠层文石板片和有机质构成的一维：}匕子晶体结构引起的，且文石板片厚度在不同区域的变化引起同级别的光二子带隙出现红移或蓝移现象。此外，样品中含有的化学色素对彩虹色具有增强作用。(4)首次利用色度坐标对贝壳珍珠层及淡水养殖珍珠的颜色进行定量表示，可根据该坐标对珍珠的颜色进行定量分类，为珍珠的质量鉴定提供理论依据。关键词：珍珠层穹顶状文石板片一维光子晶体彩虹色色度学IINEWSTRUCTURALMODELOFNACREANDITSPHOTONICIRIDESCENCEABSTRACTNa

6、creisanaturalcompositewithexcellentmechanicalpropertiesandbrightiridescence，whichconsistsofaragoniteandorganicmatter．HerewefoCUSonthenanosructureandiridescentcolorofnacrefrombivalvePernaviridisandMytiluseduliswithScanningelectronmicroscopy(SEM)，fiberopti

7、cspectrometry,Fouriertransforminfraredspectrum(FTIR)，X—raydiffraction(XaD)，andtheoreticalsimulation，etc．Inaddition，wealsoinvestigatefreshwater—culturedpearlswithsimilarmethods．Wegotthefollowingresults：(1)Pviridisshellconsistsofthreearagoniticla)7ers：anac

8、reous，prismatic，andtransitionallayer．Comparatively,M．eduliscontainstwolayers：anaragoniteicnacreouslayerandcalciticprismaticlayer．Additionally,freshwater—culturedpearlsarealmostnacreous．(2)ThearagoniteplateletsofnacreinPvir