158 摘要 揭示深海帽贝的微观结构和化学成分，是研究其形成 机制和生存环境的第一步。钙质帽贝壳的形态、大 小、透明度以及微观结构在不同的海洋深度下会表现 出显著的差异。因此，深海帽贝壳有望在微观结构和 物理化学特征上与常见的浅海帽贝壳有所不同，这将 有助于深入了解它们的功能特性和仿生应用。在此， 王宁教授团队应用透射电子显微镜(TEM)、扫描电子 显微镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDS)、X射线衍射 (XRD)、拉曼(Raman)和红外(IR)光谱等多种材料表征手 段，首次对南中国海3000m深的深海帽贝壳的微观结 构和化学成分进行了研究：其层状微观结构在电子显 微镜下得以明确解析，剥离特性得到确认，并且每层 状结构的晶体取向被确定为依次以小角度倾斜。在化 学成分上，深海帽贝壳独特地含有纯碳酸钙晶型-方解 石和微量磷酸盐。晶体学结果进一步表明，深海帽贝 壳在深海条件下的晶格结构出人意料地不那么致密， 这证实了生存环境对深海帽贝壳微观结构的影响。 研究活動和進展 • 揭示了南中国海3000m 深的深海帽贝壳的微观结构 和晶体学； • 发现了南中国海3000m深的深海帽贝壳的表面形态 和可剥落性； • 研究了南中国海3000m 深的深海帽贝壳的化学成分 和碳酸钙晶型细节； • 比较了常见的浅海帽贝壳与上述深海帽贝壳的微观 结构和化学成分差异； • 开发了用于显微研究的横截面深海帽贝壳样品的新 制备方法。 主要發現 • 深海帽贝壳可通过机械剥离制备数层甚至单层薄 片，这与浅海贝壳相比是独特的； • 深海帽贝壳相邻层的晶体取向不完全对齐，每一层 的六方晶胞取向依次以小角度倾斜； • 深海帽贝壳在高静压的深海条件下具有出乎意料的 较不紧凑的晶格结构； • 深海帽贝壳特别地含有纯碳酸钙晶型-方解石，而浅 海帽贝壳含有两种碳酸钙晶型-方解石(calcite)和霰 石(aragonite)； • 深海和浅海帽贝壳都含有碳、钙、氧、镁 (C, Ca, O, Mg)元素，深海帽贝壳中特别地含有微量以磷酸盐 (PO4 3-) 形式存在的磷元素(P)。 研究成果 发表文章 1 培养人才 4 利用高分辨率電子顯微鏡來解析深海動物的貝殼結構 王宁教授 香港科技大学 图1. 相应层结构1-5的选定区域衍射图案表明晶体取向依次以小角
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