珍珠層的新結(jié)構(gòu)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(jī)質(zhì)周期排列形成的天然復(fù)合材料，具有較高的機(jī)械強(qiáng)度和鮮艷的彩虹色。為了研究珍珠層的形成機(jī)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(duì)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(duì)其微結(jié)構(gòu)及彩虹色進(jìn)行系統(tǒng)地研究，同時(shí)首次利用色度坐標(biāo)對(duì)貝殼珍珠層及淡水養(yǎng)殖珍珠的顏色進(jìn)行定量分析。本文所獲得的主要結(jié)論如下：
　　

2、(1)翡翠貽貝珍珠層、棱柱層及其過(guò)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(rèn)為兩者棱柱層的礦物組成與其生長(zhǎng)環(huán)境及所含蛋白質(zhì)類(lèi)型有關(guān)；淡水養(yǎng)殖珍珠均由文石型碳酸鈣組成。
　　 (2)首次發(fā)現(xiàn)翡翠貽貝珍珠層中文石板片呈現(xiàn)出驚人的穹頂狀結(jié)構(gòu)，且該板片的彎曲度從靠近棱柱層到靠近內(nèi)表面一側(cè)逐漸減小，最后過(guò)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(rèn)為，穹頂狀文石板片的形成是珍珠層-棱

3、柱層過(guò)渡區(qū)域存在大量不規(guī)則的圓弧顆粒構(gòu)成不平整基底、表面張力和有機(jī)質(zhì)等因素共同作用的結(jié)果。
　　 (3)對(duì)翡翠貽貝、紫貽貝和淡水養(yǎng)殖珍珠彩虹色的反射光譜測(cè)定發(fā)現(xiàn)，它們的反射譜中均存在多級(jí)反射峰，與軟件模擬的反射光譜一致。分析認(rèn)為它們的彩虹色是由珍珠層文石板片和有機(jī)質(zhì)構(gòu)成的一維光子晶體結(jié)構(gòu)引起的，且文石板片厚度在不同區(qū)域的變化引起同級(jí)別的光子帶隙出現(xiàn)紅移或藍(lán)移現(xiàn)象。此外，樣品中含有的化學(xué)色素對(duì)彩虹色具有增強(qiáng)作用。
　　 (