晶体学是理解晶体如何成核、生长并组装成更大结构的领域。[1,2] 从1611年开普勒对雪花对称性的兴趣,到1669年斯特诺对岩石晶体的迷恋,至今,结晶已被认为是最重要的物理化学过程之一,而晶体结构已被证明可以定义凝聚态物质的物理性质。[3] 传统上,人们对晶体习性和性质的起源的理解是基于这样一个假设:它们通过单个晶格实体逐个单体地添加而生长。[2–5] 虽然这一假设是我们解释晶体生长过程中的原子过程和众多技术应用的核心,但在过去二十年里,它的整体性受到了重大挑战。 [6] 也就是说,来自合成、地质和生物系统的大量证据表明,结晶可以通过多种高级实体——粒子的附着而进行。 [7] 这些包括聚集的离子或分子物质、液滴以及晶体和无定形粒子。粒子附着结晶(CPA)是一种所谓的非经典结晶机制,已知其形成的形态和纹理模式无法在经典成核和生长模型的范围内解释。 [8] 这并不奇怪,因为 CPA 是一个多步骤过程,其中每一步都有其自身的热力学和动力学约束之间的错综复杂的相互作用,从而定义了一条非常独特的晶体生长途径。例如,通过无定形粒子附着结晶涉及无定形粒子的形成和稳定、它们的积聚以及最终转变为结晶相。 [9–11] 每个步骤都可能受到多种物理化学因素的影响。最近,人们投入了大量精力研究和模拟不同的 CPA 途径。[12–14] 对每个步骤的机制理解有可能产生一个全面的工具包,用于设计和合成摆脱传统结晶模型限制的新型材料系统。然而,仍然存在许多知识空白。据推测,在整个动物界的记载历史中,生物矿化组织都是通过无定形前体的结晶形成的。[15] 这些生物材料表现出各种层次结构的矿物-有机结构,为生物体提供各种功能。[16] 选择通过无定形粒子附着结晶
旨在理解晶体如何成核,生长和组装成较大结构的结构域。[1,2]来自开普勒对1611年雪花对称的兴趣,随后史长期在1669年对岩石晶体的迷恋,到目前为止,直到现在,结晶已被认为是最重要的物理化学过程,并且已经证明了晶体结构之一,已证明凝结物质的物理特性。[3]通常,基于假设它们通过添加单一裂纹实体(单体单体单体)生长的假设来理解晶体习惯和特性的or-。[2-5]尽管这一假设是我们对晶体生长过程中原子过程的解释的核心,但在过去的二十年中,其总数受到了挑战。[6]即,来自合成,地质和生物逻辑系统的大量证据表明,结晶可以继续附着广泛的高阶实体(Partiles)。[7]这些包括簇状的离子或分子种类,液滴以及结晶和无定形颗粒。通过粒子附着(CPA)结晶(一种所谓的非经典结晶机制)已知形成形态学和纹理模式,这些模式在经典成核和生长模型的范围中无法解释。[8]这并不奇怪,因为CPA是一个多步骤过程,其中每个步骤在热力学和动力学之间都有自己的插入相互作用,从而定义了非常独特的晶体生长途径。[9-11]每个步骤都会受到多种物理化学的影响。举例来说,非晶颗粒附着的结晶涉及无定形颗粒的形成和稳定,它们的表达,最后转化为结晶相。最近,已针对研究和建模不同的CPA途径进行了重大努力。[12-14]对每个步骤的机械理解有可能生成一个综合工具包,以设计和合成从经典结晶模型的局限性的新型材料系统的设计和综合。但是,仍然存在许多知识差距。生物矿化组织被认为是通过在整个动物史的整个文档中的无定形前体结晶而形成的。[15]这些生物材料表现出各种层次结构化的矿物有机结构,可为生物体提供各种功能。[16]选择了无定形粒子附着的结晶
我们发现嘧啶胸腺嘧啶 (T) 和胞嘧啶 (C) 的 VAE 仅相差 0.03 eV,嘌呤鸟嘌呤 (G) 和腺嘌呤 (A) 的 VAE 仅相差 0.08 eV。与“化学”直觉相反,嘧啶的垂直形成的阴离子比较大嘌呤的阴离子更稳定,大约高 0.2 eV。考虑到每种化合物中中性势面和阴离子势面之间的 Franck-Condon 重叠,我们发现所有碱基都有一系列共同的能量,电子可在该能量范围内附着。换句话说,碱基的最低临时阴离子状态在实际意义上是简并的。此外,我们还观察到与腺嘌呤以外所有碱基的最低空分子轨道 (LUMO) 相关的临时阴离子核运动的证据。这表明电子注入这些轨道强烈激发中性分子的振动模式。
晶体生长过程。但由于胶体纳米晶体在与周围基质相互作用的同时经历快速成核和生长,因此晶体生长动力学难以控制。纳米晶体胶体溶液中微结构的形成通常用奥斯特瓦尔德熟化 (OR) 理论来解释。21,25,26 OR 机制被广泛用于解释纳米晶体的晶体生长,纳米晶体可产生直径较大的颗粒,通常在微米尺寸范围内。然而,在某些情况下,纳米晶体的晶体生长在纳米范围内通常无法用 OR 动力学来解释。27 – 29 在纳米尺度上,有证据表明晶体生长更受另一种机制的主导,称为取向附着 (OA),其中纳米晶体通过共享共同的晶体取向自组装成单晶。 30,31“ OA ”的概念最早由 Banfield 等人在研究 TiO 2 纳米晶体的水解合成时提出。32 从那时起,这种基于聚集的晶体生长概念就对构建纳米级材料很有吸引力。由于 OA 工艺通过增强自下而上的制造工艺实现了初级纳米晶体的自组装,因此它可以生产出具有多种特性的新型结构,不同于相应的块体材料。特别是,OA 工艺已被证明是一种制备各向异性纳米结构的有效方法,其中纳米晶体种子的附着总是引导自组装到一个取向,从而产生一维纳米线或纳米棒。33 – 35 在 OA 机制中,晶体生长速率与表面能呈指数相关。晶体生长沿特定晶面进行,这取决于与晶体面相关的相对比表面能。36 各个面的表面能差异会导致较高表面能平面生长得更快,而较低表面能平面则作为产品的面。例如,研究表明,由于 [001] 和 [101] 面之间的表面能差异,金红石 TiO 2 纳米晶体通过沿 [001] 方向融合纳米晶体形成一维项链状纳米结构,从而促进 OA 机制的定向晶体生长。32 在另一项最近的研究中,实时观察到了由 OA 机制引导的氢氧化铁颗粒的形成,证明了晶体生长过程中纳米晶体的旋转和晶体取向。 37 OA 还被证实可用于制备 ZnO 纳米棒、38 MnO 多足体、39 稀土金属氧化物纳米颗粒 40 以及具有各种形貌的混合氧化物纳米结构。21 尽管 OA 指导合成了具有各种形貌的形状和尺寸控制的金属氧化物和混合氧化物纳米结构,21 在OA驱动的湿化学合成中构建尺寸控制的金属氧化物纳米线的例子非常少。41,42
相互作用包括π-π、[1]氢键[2]和范德华力[3]等。最近,阳离子分子与石墨烯中离域π电子之间的阳离子-π相互作用被认为是另一种重要的分子-石墨烯相互作用。Xie等人证实了罗丹明染料和石墨烯等π共轭体系之间的阳离子-π相互作用,这种相互作用导致罗丹明分子的荧光发射降低,因为激发的染料分子通过罗丹明染料/石墨烯界面上的非辐射途径衰变。[4]另一方面,Tang等人报道了通过阳离子-π相互作用锚定在石墨烯片上的罗丹明B分子在制备PVA /石墨烯复合材料时有助于石墨烯在聚乙烯醇(PVA)中的分散。 [5] 分子-石墨烯阳离子-π 相互作用的一个显著影响是分子中功能阳离子对石墨烯的掺杂。[6]
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*通讯作者:目前的地址:爱尔兰皇家外科医生皇家外科学院解剖系,爱尔兰都柏林2号圣史蒂芬斯格林。电话:+353(0)1-402-2147;传真:+353(0)1-402-2355电子邮件地址:ciaramurphy@rcsi.ie
摘要:提取过程中附着细菌的完全恢复的不确定性是这些微生物计数的主要问题。均质化和超声波处理是最常用的物理提取技术,每一种技术都基于能产生最大产量的假设。使用频率范围在 40 至 50 kHz 之间的超声波处理浴对福尔马林固定的沙质沉积物进行超声波处理,同时输出功率在 100 至 200 W 之间变化,比 23000 rpm 的均质化更有效。超声波处理破坏了许多细菌,对于所研究的沉积物,估计在乘以 1.44 倍时,经过 2.5 分钟的最佳处理后获得的计数可以校正提取过程中的不足。