手性Metamaterials的非对称传输特性研究--《哈尔滨工程大学》2013年硕士论文
手性Metamaterials的非对称传输特性研究
【摘要】：超材料（Metamaterials）能够实现自然界常规材料所不具备的奇异电磁特性，利用超材料如何有效地调控电磁波的传输特性一直被视为研究热点。近年来，超材料与诸多研究方向相结合成为前沿交叉研究领域，例如手性与超材料的结合。手性是对物体对称性的一种纯粹几何性描述，是指物体结构自身缺乏几何对称性。2006年，N. Zheludev等人在平面手性超材料研究中发现了一个新的、重要的电磁学效应-圆转换二向色性，导致了宏观的非对称传输现象。本论文研究了平面超材料的非对称传输现象以及对电磁波偏振态的调控，开展了相关的理论与实验工作，对实现超薄、多频段的平面超材料偏振功能器件具有重要的意义。主要工作如下：
一．提出了一种新型的双带线偏振非对称传输手性结构。实验和仿真结果显示，结构对x偏振波和y偏振波都实现了超过90%的交叉偏振转换效率。这种结构可看作偏振控制开关—当入射波偏振态变为正交偏振态时，开关就被打开或关闭。
二．基于线偏振非对称传输平面超材料的设计方法，设计了两种太赫兹波线偏振非对称传输器件。这种基于手性平面超材料的太赫兹非对称传输器具有结构简单，制备容易、成本低等优点。
三．设计了一种线偏振旋转器件，并采用理论分析和电磁仿真方法分析了其旋光特性。这种结构不仅透射率较高，而且透射波的偏振旋转角近似于结构的旋转角，这为电磁波偏振态的任意调控提供了一个新的思路。
【学位授予单位】：哈尔滨工程大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2013【分类号】：O441
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你好，你是测叶片凯氏定氮吗
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你好，你是测叶片凯氏定氮吗 总氮打算用凯氏定氮法
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MuChong.com, All Rights Reserved. 小木虫 版权所有第 10 章 立体异构 第一节 光学异构 10.1 物质的光学活性 10.2 含有一个手性碳原子的化合物 10.3 含有两个手性碳原子的化合物 10.4 不含手性碳原子的旋光异构.nextof 42DESCRIPTION第10章　立体异构 第一节　光学异构 10.1物质的光学活性 10.2含有一个手性碳原子的化合物 10.3含有两个手性碳原子的化合物 10.4不含手性碳原子的旋光异构…Transcript
第10章　立体异构
第一节　光学异构
10.1物质的光学活性
10.2含有一个手性碳原子的化合物
10.3含有两个手性碳原子的化合物
10.4不含手性碳原子的旋光异构
10.1　物质的旋光性
1.普通光的振动
2.　偏振光和旋光性
偏振光：只在一个平面上振动的光
旋光性：可使偏振光的振动平面发生改变的性质
旋光物质：具有旋光性的物质
　右旋物质（＋）：使偏振光向右旋转
　左旋物质（－）：使偏振光向左旋转
　外消旋体（±）：等量的右旋体和左旋体组成的混合体系，失去光学活性，但可以拆分为左旋和右旋两个具有旋光性的异构体。
3.旋光度和比旋光度
旋光度：旋光物质使偏振光旋转的角度，用α表示。用旋光仪测量。
比旋光度：指 T=20℃， 钠光（用D表示，589nm）ρB= 1g ·ml-1 , L=1dm时，所测的旋光物质的旋光度
例1：将某糖 5 g溶于 100 ml 甲醇中，在T=20℃ ，L=1. 0 dm 的条件下, 以钠光为光源， 测得旋光度 α= －4.64°，试计算该糖的[α]。
10.2含有一个手性碳原子的化合物
1.手性与手性分子
手性：互呈实物与镜像关系而不能完全重合的特性
手性分子：与镜像不能重叠的分子称为手性分子
手性分子的判断
（1）对称面：能把分子分成实物与镜像两部分的假想平面
对称中心：设想分子中有一点 P，将此点与分子中任何一个原子或原子团连成一直线，顺此直线反向延 长至等距离处，如接触到相同的原子或原子 团，此点为对称中心。
如果一个分子中没有任何对称面或对称中心，这个分子就是手性分子。
分子的手性是物质具有旋光性的根本原因
2.手性碳：指与四个不相同的原子或原子团相连接的碳原子
3.分子构型的表示方法
（1）透视式
优点：直观、形象
缺点：麻烦、只能用于简单物质
概念：结构式相同，只是手性碳相连的4个基团排列顺序不同，因此不能完全重合，这种异构体称为对映异构体。
特点：旋光方向相反，其它物理性质和化学性质相同
（2）费歇尔投影式
原则：横前竖后，碳链竖直，小号在上
注意：只允许在该平面上旋转180°或整数倍，否则破坏规定。
（3）R、S标记法
方法：将C*上原子或原子团按次序规则排定次序，最小基团放在离眼睛最远处，观察剩余基团从大到小的排列顺序，如为顺时针方向，用R表示；如为逆时针方向，以S表示。
费歇尔投影式标定R、S构型
横变竖不变
（4）D、L标记法
1951年前无法确定其真实构型
其它旋光物质用联系法或对照法确定其构型
10.3含有两个手性碳原子的化合物
1.含有两个不相同手性碳原子的化合物
（1）对映体：Ⅰ与Ⅱ，Ⅲ与 Ⅳ
（2）非对映体:Ⅰ与Ⅲ、Ⅳ，Ⅱ与Ⅲ、Ⅳ不是实物与镜像关系
（3）差向异构体：只有一个手性碳原子构型相反，而其他手性碳原子的构型均相同的两种异构体。
Ⅰ与Ⅲ为 C2 ，Ⅰ与Ⅳ为 C3 ， Ⅱ与Ⅲ为 C3 ，Ⅱ与 Ⅳ为 C2 。
2.含有两个相同手性碳原子的化合物
内消旋体：分子内虽含有手性碳原子，但同时存在对称性因素，而不显旋光活性的化合物。是一个化合物，不能再分离成具有旋光性的物质。
外消旋体：由等量的左旋体和右旋体组成，可再分离为左旋体和右旋体，是混合物。
2.含有两个相同手性碳原子的化合物
10.4不含手性碳原子的旋光异构体
葡萄糖注射液的含量测定
一、目的要求
1.掌握旋光法测定葡萄糖注射液含量的基本原理、操作方法及结果计算。
2.学会正确使用自动旋光仪。
二、仪器与试剂
自动旋光仪，旋光管，移液管（50ml），容量瓶(100ml)。
葡萄糖注射液（含量在10%以上），
氨试液（取浓氨溶液400ml，加水使成
1000ml）。
三、方法原理
葡萄糖分子结构中有多个不对称碳原子，具有旋光性，为右旋体。一定条件下的旋光度是旋光性物质的特性常数，测定葡萄糖的比旋度，可以鉴别药物，也可以反映药物的纯杂程度。
旋光度（α）与溶液的浓度（c）和偏振光透过溶液的厚度（L）成正比。当偏振光通过厚1dm且每1ml中含有旋光性物质1g的溶液，使用光线波长为钠光D线（589.3nm），测定温度为t℃时，测得的旋光度称为该物质的比旋度，以[α]Dt=α/Lc。
2.0852的由来：+52.75为无水葡萄糖的比旋度，按下式计算无水葡萄糖的浓度：
无水葡萄糖浓度（c）=100 α /[α]D20l
如果换算成一水葡萄糖浓度（cˊ）时，则应为：
=α×2.0852
所以，测定葡萄糖溶液的旋光度可以求得其含量。
四、旋光仪的工作原理
WZZ-2自动旋光仪构造原理
1.光源2.小孔光栏3.物镜4.滤光片5.偏振镜6.磁旋线圈
7.样品室8.偏振镜9.光电倍增管10.前置放大器
11.自动高压12.选频放大器13.功率放大器
14.伺服电机15.蜗轮蜗杆16.计数器
（1）将仪器电源插头插入220V交流电源，并将接地脚可靠接地。
（2）打开电源开关，这时钠光灯应启亮，需经5min钠光灯预热，使之发光稳定。
（3）打开电源开关（若光源开关打开后，钠光灯熄灭，则再将光源开关上下重复打开1到2次，使钠光灯在直流下点亮，为正常）。
（4）打开测量开关，这时数码管应有数字显示。
（5）将装有蒸馏水或其他空白溶剂的试管放入样品室，盖上箱盖，待示数稳定后，按清零按钮。试管中若有气泡，应先让气泡浮在凸颈处。通光面两端的雾状水滴，应用软布揩干。试管螺帽不宜旋得过紧，以免产生应为，影响读数。试管安放时应注意标记的位置和方向。
（6）取出试管，将待测样品注入试管，按相同的位置和方向放入样品室内，盖好箱盖。仪器数显窗将显示出该样品的旋光度。
（7）逐次按下复测按钮，重复读几次数，取平均值作为样品的测定结果。
（8）如样品超过测量范围，仪器在±45处来回振荡。此时，取出试管，打开箱盖按箱内回零按钮，仪器即自动转回零位。
（9）仪器使用完毕后，应依次关闭测量、光源、电源开关。
（10）钠灯在直流供电系统出现故障不能使用时，仪器也可在钠灯交流供电的情况下测试，但仪器的性能可能略有降低。
（11）当放入小角度样品（小于0.5°）时，示数可能变化，这时只要按复测按钮，就会出现新的数字。
五、操作步骤
1.供试液的配制
精密取葡萄糖注射液适量（浓度为25％的取40ml，制成每1ml中含葡萄糖10g的溶液），置于100ml容量瓶中，加氨试液0.2ml（10%或10%以下规格的本品可直接取样测定），用水稀释至刻度，摇匀，静置10min，即得供试液
2.调整零点
将旋光管用蒸馏水冲洗数次，缓缓注满蒸馏水（注意勿使发生气泡），小心盖上玻璃片、橡胶垫和螺帽，旋紧旋光管两端螺帽时，不应用力过大以免产生应力，造成误差，然后以软布或擦镜纸揩干、擦净，认定方向将旋光管置于旋光计内，调整零点。
将旋光管用供试液冲洗数次，按上述同样方式装入供试液并按同一方向置于旋光计内， 同法读取旋光度3次，取其平均值与2.0852相乘，即得供试液的旋光度。根据供试液的旋光度，求得葡萄糖注射液中C6H12O6·H2O的含量。
六、实验结果
1.数据记录
葡萄糖 1 2 3
标示量百分含量%
2.结果计算
?1、?2、?3─ 测得的旋光度；
2.0852 ? 常数；
C － 每100ml溶液中含葡萄糖的重量(g)；
L － 旋光管的长度(dm)。
六、注意事项
1.钠光灯启辉后至少20min后发光才能稳定，测定或读数时应在发光稳定后进行。
2.测定时应调节温度至20℃±0.5℃。
3.供试液应不显浑浊或含有混悬的小粒，否则应预先过滤并弃去初滤液。
4.测定结束后须将测定管洗净晾干，不许将盛有供试品的测试管长时间置于仪器样品室内；仪器不使用时样品室可放硅胶吸潮。
七、思考题
1.为什么在10%以上的葡萄糖溶液中加入氨试液并放置10min后才能测定旋光度？
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含联萘基因新型旋光性聚氨酯制备与性能表征.pdf 51页
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旋光聚合物是近年发展起来的一类新型功能材料，己被广泛用于不对称合成催
化剂、医药、手性拆分、非线性光学材料、隐身材料等研究领域，其中含联萘基团的旋光聚
合物一直是研究热点。
移加成聚合法，制备了含联萘基团的新型旋光聚氨酯(S-BPU和R．BPU)，并用红外光谱(取)、
和性能进行了表征。结果表明：当BINOL的光学纯度逐渐增加时，BPU的旋光度和特性粘
能力较高、热稳定性较好、红外发射率较低。
为主要原料，采用二步法，合成了主链含有联萘基的新型旋光聚(氨酯一酰亚胺)(S-BPUI
和R-BPUI)。用m、1H
了表征，并研究了该聚合物最佳的制各条件。结果表明最佳的合成条件为：预聚时间为5h、
溶剂中均不溶解。说明BPUI的旋光能力较高、热稳定性较好、红外发射率较低、耐溶剂性
的影响，并考察了此无规共聚物较佳的合成条件。结果表明：随着聚合物链段中软段含量的
增加，聚合物在各种极性和非极性溶剂中的溶解性增强、旋光度逐渐减小、热稳定性能也有
关键词：旋光聚合物，聚氮酯，联萘，热稳定性，红外发射率
functional
Abstract：Being important material，theopticsllypolymer
fieldssuchas
asymmetrysynthesiscatalysts．chigalresolution,
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medicament,non—lineroptics
Especially,the
atalltimes．
polymerbinaphthol studyinghotspot
researchWas
rawmaterialsofthechiral
ehienYcomposedofthreeparts．Firstly，withthe
2,4一toluene
ofthenovel
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transferaddition
polyurethanes(S-BPU
preparedby hydrogen
wagstudiedFT-IR、UV、1HNh【R、CD、DSC广rGTheresults
polymerizafion．whichby
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Wag011也einLⅪease．TherotationvaluesofS．BPUandR．BPU
plffedegree
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