珍珠層的新結構模型及其光子彩虹色成因.pdf

1、貝殼珍珠層是由文石和有機質周期排列形成的天然復合材料，具有較高的機械強度和鮮艷的彩虹色。為了研究珍珠層的形成機理及其彩虹色成因，本文以翡翠貽貝、紫貽貝和淡水養(yǎng)殖珍珠為研究對象，利用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射儀(XRD)、光纖光譜儀、掃描電子顯微鏡(SEM)及理論模擬軟件等研究方法對其微結構及彩虹色進行系統(tǒng)地研究，同時首次利用色度坐標對貝殼珍珠層及淡水養(yǎng)殖珍珠的顏色進行定量分析。本文所獲得的主要結論如下：
　　

2、(1)翡翠貽貝珍珠層、棱柱層及其過渡區(qū)域均由文石組成，而紫貽貝棱柱層和珍珠層分別由方解石和文石組成，分析認為兩者棱柱層的礦物組成與其生長環(huán)境及所含蛋白質類型有關；淡水養(yǎng)殖珍珠均由文石型碳酸鈣組成。
　　 (2)首次發(fā)現翡翠貽貝珍珠層中文石板片呈現出驚人的穹頂狀結構，且該板片的彎曲度從靠近棱柱層到靠近內表面一側逐漸減小，最后過渡為平板狀文石；紫貽貝珍珠層和淡水養(yǎng)殖珍珠的文石板片均為平板狀。分析認為，穹頂狀文石板片的形成是珍珠層-棱

3、柱層過渡區(qū)域存在大量不規(guī)則的圓弧顆粒構成不平整基底、表面張力和有機質等因素共同作用的結果。
　　 (3)對翡翠貽貝、紫貽貝和淡水養(yǎng)殖珍珠彩虹色的反射光譜測定發(fā)現，它們的反射譜中均存在多級反射峰，與軟件模擬的反射光譜一致。分析認為它們的彩虹色是由珍珠層文石板片和有機質構成的一維光子晶體結構引起的，且文石板片厚度在不同區(qū)域的變化引起同級別的光子帶隙出現紅移或藍移現象。此外，樣品中含有的化學色素對彩虹色具有增強作用。
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