微重力下胶原蛋白纤维化及羟基磷灰石结晶的初步研究

在长期空间飞行过程中, 骨质丢失是一个严重问题. 羟基磷灰石(HAP)晶体是骨骼的主要成分, 骨骼中的胶原蛋白纤维在HAP生长结晶过程中起到关键作用. 研究了胶原蛋白纤维化过程在模拟微重力和常重力条件下的变化, 对以胶原 蛋白纤维作为模板生长出的HAP晶体形貌进行了观察. 结果表明, 不同浓度胶原蛋白溶液中形成的胶原蛋白纤维, 其内部孔隙数量和尺寸在模拟微重力条件下要明显大于常重力条件下, 胶原蛋白纤维内部孔隙的分布也不同于常重力条 件下的结果. 以模拟微重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的HAP 晶体主要为立方体状, 而以常重力条件下形成的胶原蛋白纤维为模板生长出的 HAP晶体形貌主要为板状. 该结果有助于未来进一步阐明空间骨质丢失的机理.      

航天之窗

我国近几年多次运用卫星搭载空间晶体炉在微重力条件下获得用于卫星通讯、微波通讯的优质砷化镓单晶。我国的空间晶体炉,具有功耗低、效率高、炉膛温度高的特点,以很低的成本获得了世界第一块空间生长的砷化镓。科学家还利用空间晶体悬浮重熔生长炉,首次在空间生长出半绝缘体砷化镓单晶。最近搭载的空间大直径晶体功率移动生长炉获得了世界上首次公开报道     

空间环境对InSb晶体生长的影响

为了研究太空微重力环境对InSb 晶体生长的影响,在空间进行了InSb 晶体的重熔和再结晶实验。实验结果表明,空间可以生长出结构较完整、组份均匀的高质量单晶。另外还证明了利用多用途单晶生长炉内一侧余热进行单晶生长的可行性。     

A1CuMgZn单晶合金的空间凝固

重力对合金凝固过程与缺陷形成具有重要影响.在常规地面条件下难以清晰揭示凝固过程中的重力效应及其作用规律,而在微重力环境中重力对熔体的作用以及对凝固过程的影响大大降低.利用天宫二号空间实验并结合地面对比实验,研究AlCuMgZn单晶合金在微重力和重力环境下枝晶生长形貌和特征参数差异以及成分偏析和缺陷形成的异同,揭示重力对枝晶生长过程和成分偏析等现象的影响及其在凝固缺陷形成中的作用.     

天宫二号碲化锌晶体生长

在天宫二号飞船综合材料实验炉六工位采用碲熔剂法生长了碲化锌晶体,生长时最高温度为800℃,以0.5mm·h-1的提拉速度向炉膛内部提拉生长晶体.飞行实验后,用相同实验参数在地面进行了对比实验.结果发现,空间样品尾部有一个非常大的橙色结晶区域（约10mm×6mm×2mm）,而地面生长样品中碲化锌晶体尺寸仅为约3mm×3mm×1mm,空间生长的碲化锌晶粒尺寸明显优于地面.空间微重力环境下,由于毛细作用,空间样品的塞子处有Te和ZnTe的外延膜生成.而地面生长的锭条在塞子处只有零星点状气相生产物.因此微重力条件有利于碲化锌晶体材料的生长.      

晶体工艺舱的有效载荷

苏联的“和平”号空间站在对接了“量子-1”号天体物理舱、“量子-2”号设备舱之后,于去年5月31日又发射了“晶体”号工艺舱。6月12日它和“和平”号空间站对接成功。“晶体”舱是以半工业生产试验为主的工作舱段。苏联人认为,“晶体”舱上的半导体材料半工业生产试验和生物样品制备的装置将开辟未来空间工厂的道路。各载荷在“晶体”舱内外的配置见图1、图2。下面就主要有效载荷作些说明。半导体单晶生长电阻炉-B由加热器、炉膛、“”控制系统、主体结构件和电缆组成,最大功耗2000瓦。它的预定任务目标有6项,其中前3项都是砷化镓单晶生长。1.用定向结晶法生长GaAs荦     

非晶Cu形成过程及其力学性能的微观机理研究

用分子动力学方法模拟了非晶Cu的形成过程,研究了非晶Cu力学性能的微观机理.用径向分布函数(RDF)和键对分析方法(PA),分析了快速冷却过程中系统内部结构的变化.非晶Cu径向分布函数第2个峰有明显的劈裂,键对分析表明,在快速降温过程中2331,2211和2101键对的增多是径向分布函数第2峰劈裂的原因.对非晶Cu进行拉伸、剪切加载模拟,结果表明,非晶Cu应力达到最大值之后,没有应力值的突降,宏观上出现类似塑性变形的行为.但是,非晶金属变形的微观机理不同于晶体.本文引入微观数密度统计分析,发现加载过程中微观密度呈现非均匀演化,这为理解宏观类似塑性行为的微观机理提供了线索和可能的分析方法.      

在空间微重力下生长碲镉汞晶体

本文叙述了我国首次在空间微重力下进行的碲镉汞(MCT)晶体生长试验及一些观测结果。生长是从熔体进行的。在空间90min的加热时间内,将MCT多晶试样熔化,然后随炉冷却,最后在地面上再结晶。于是,生长出约3cm长的晶体,其表面光滑.结构致密,无孔洞,由1～3个大晶粒组成,其中单晶占74%。X射线能量色散分析(EDS)表明,其径向组分均匀性优于±0.02,其中约1cm长的一段晶体的径向组分均匀性优于±0.01。电学特性与地面上生长的样品基本相同。     

微重力条件下红外材料的空间生长

根据近年红外材料在空间生长的研究概况,分析了涵盖熔体、气相、液相外延和分子束外延等生长方法及各个方法生长红外材料的基本原理,在地面生长遇到的问题,以及在空间微重力环境中进行红外材料生长的优势.同时基于中国利用熔体法在天宫二号上已经进行的ZnTe:Cu晶体的空间生长科学实验及地基实验结果,通过对空间和地面实验结果进行对比,提出了在超高真空环境下,利用分子束外延方式生长高性能、大尺寸红外材料的可能性,以及未来在空间微重力条件下进行红外材料生长的研究方向及具体应用.      

未分群铁陨石及其硅酸盐包体的研究

本文对Guin陨石进行了化学、矿物学和岩石学方面的研究,表明Guin是一块含有45μg/gGa和186μg/g Ge的难于分类的铁陨石,它是具有异常高镍含量(92.5mg/g)的粗八面体陨铁。它还包含有6±3vol.％硅酸盐包体。包体的组成类似于球粒陨石冲击而成的融体玻璃。因此,我们认为Guin是球粒陨石母体冲击熔融而形成的集合体。      

Gravitational wave detection on the Moon and the moons of Mars

The Moon and the moons of Mars should be extremely quiet seismically and could therefore become sensitive gravitational wave detectors, if instrumented properly. Highly sensitive displacement sensors could be deployed on these planetary bodies to monitor the motion induced by gravitational waves. A superconducting displacement sensor with a 10-kg test mass cooled to 2 K will have an intrinsic instrument noise of 10⁻¹⁶ m Hz^−1/2. These sensors could be tuned to the lowest two quadrupole modes of the body or operated as a wideband detector below its fundamental mode. An interesting frequency range is 0.1–1 Hz, which will be missed by both the ground detectors on the Earth and LISA and would be the best window for searching for stochastic background gravitational waves. Phobos and Deimos have their lowest quadrupole modes at 0.2–0.3 Hz and could offer a sensitivity h_min ? 10⁻²² Hz^−1/2 within their resonance peaks, which is within two orders of magnitude from the goal of the Big Bang Observer (BBO). The lunar and Martian moon detectors would detect many interesting foreground sources in a new frequency window and could serve as a valuable precursor for BBO.     

Propagation of non-linear ion-sound pulses in dusty plasma waveguides

There are a lot of objects in space associated with dusty plasma inclusions. Such inclusions may bear a prolonged shape and behave as waveguides for ion-sound waves. In the case of space plasmas, the dust particles can possess both negative charge, due to electron attachment, and positive one, due to photoionization. In this paper the propagation of linear and non-linear ion-sound wave pulses in the dusty plasma waveguides, possessing positive charge, is studied. It has been demonstrated that non-linear dynamics of baseband pulse propagation in plasma waveguide possesses essentially non-solitonic behavior. Namely, propagation of a long ion-sound pulse leads to an excitation of a shock-like wave but not a stable localized nonlinear pulse. Also, when a Korteveg–de Vries (KdV) soliton is incident onto the dusty plasma waveguide, some part of the soliton energy is captured by the waveguide and transformed into a multi-pulse structure. Additionally, an interaction of dusty plasma inclusions with KdV soliton can lead to the occurrence of transverse instabilities of the soliton and its eventual destruction.     

周期极化磷酸氧钛钾晶体倍频特性实验研究

采用窄线宽皮秒1 036nm的激光单次通过周期极化磷酸氧钛钾(Periodically poled KTiOPO₄:PPKTP)晶体倍频产生518nm绿光信号,通过实验分析了晶体的温度特性和功率特性。研究了不同温度下基频功率对倍频晶体的影响,以及不同基频功率下温度对倍频晶体的影响,分析了基频功率对晶体最佳匹配温度的影响。     

Heterogeneous grain model in comets

Based on the Maxwell-Garnet expression for the optical constant of heterogeneous material, the temperature of grain consisting of homogeneous matrix and small sized impurity can be examined. It is found that the heterogeneous grain model can explain the evidence observed in the comets, i.e. (i) higher production rate of water molecules at large solar distance due to sublimation from water-ice with magnetite inclusions, and (ii) elevated color temperature, which frequently coexists with a 10 μm-silicate peak, as the thermal emission of obsidian contaminated by small magnetite inclusions.     

溶液法制备PVDF薄膜电活性相方法

为了制备具有电活性相的聚偏氟乙烯(PVDF)薄膜,采用了简单易操作的溶液涂膜方法,并研究了不同前驱体溶液浓度、搅拌时间以及热压工艺对PVDF不同电活性相的晶型结构形成的影响,利用X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)对PVDF薄膜的晶型结构进行分析.结果表明:前驱体溶液浓度7%~10%,搅拌时间2~3h都有利于β相的形成,利用红外光谱,可以计算β相的含量,在前驱体溶液浓度7%,搅拌时间2h时得到最大的β相含量81.3%;热压对PVDF薄膜的晶型结构有很大的影响,经过热压处理的PVDF薄膜中γ相转变成更加致密的β相.      

适用于虚通道路由器的高性能round-robin仲裁器

分析了交换结构规模不同的2类典型的虚通道路由器体系结构,指出了交换结构规模对调度机制和仲裁器体系结构的显著影响.在轮转(round-robin)仲裁器PPE的基础上,提出了分别适用于上述2类路由器的改进型PPE仲裁器体系结构.改进型仲裁器将原有关键路径中的处理步骤转移到非关键路径中,并行实现了关键路径中的重要处理步骤,通过缩短关键路径改善了仲裁器的性能;同时通过调整仲裁流程消除了上述改进对资源成本的负面影响.基于TSMC 0.35μm CMOS工艺实现了不同规模的PPE和2种改进型仲裁器体系结构.实验结果表明上述2种改进型仲裁器比PPE仲裁器的性能分别提高12%和17%以上,并且在多数情况下同时减少了实现面积.      

Nonlinear development of MHD waves in coronal loops

The solar corona, modelled by a low β, resistive plasma slab sustains MHD wave propagations due to footpoint motions in the photosphere. The numerical simulation presents the evolution of MHD waves and the formation of current sheets. Steep gradients at the slab edges, which are signatures of resonance layers are observed. Singularities are removed by the inclusion of finite resistivity. The fast waves develop kink modes. As the plasma evolves the current sheets which provide heating at the edges fragment into two current sheets at each edge which in turn come closer when the twist is enhanced.     

一种敏感电路式露点测量方法

针对大气湿度测量问题,提出一种基于敏感电路的露点测量方法.把考比兹电路中的石英晶体作为湿敏元件,用半导体制冷器对其进行制冷直到有结露产生时使得石英晶体处于液相环境中,整个考比兹电路将停止振动,利用考比兹电路这一敏感特性对露点进行识别,可以得到相应的露点温度.通过理论数据与实验数据对比分析,露点温度的最大误差为1.59℃,此方法可以从定性的角度作为一种湿度快速识别方法,并具有测量方法简单、灵敏度高、可靠性好和成本低等优点.