红外偏振计算建模与微阵列偏振成像技术研究的任务书.docx

红外偏振计算建模与微阵列偏振成像技术研究的任务书
任务书
一、任务背景
近年来，随着纳米材料、生物分子等领域的快速发展，对于微观尺度下物质的研究成为了一项重要的任务。然而，光学显微技术在这些领域的应用存在一些局限性，例如在非晶态、生物大分子等有序性复杂的系统中，常规的光学显微技术不能提供足够的信息。因此，一些新的偏振成像技术开始受到研究者的关注。其中，红外偏振技术是一种非常重要的方法，可以通过红外偏振谱学分析样品中分子振动的模式和取向等信息。
观测样品偏振光的吸收和散射是红外偏振技术的基础，就像光学晶体的双折射效应一样。许多物质不仅吸收红外辐射，而且还显示出选择性偏振吸收，即吸收垂直于和平行于其极化方向的红外辐射的量不同。采用偏振热散射法，可以从样品中提取有关分子振动模式和构象的信息。这使得红外偏振技术具有了非常广泛的应用前景，在医学、生命科学、材料科学等领域有着举足轻重的地位。
二、任务描述
本次任务旨在研究红外偏振技术的计算建模和微阵列偏振成像技术，具体任务如下：
1.研究红外偏振技术的理论原理和应用范围，了解相关领域的研究现状，并查阅文献资料，进行综述。
2.学习相关计算物理方法和算法，包括分子动力学模拟、分子轨迹分析、量子化学计算等方法，并运用这些方法建立模型，模拟不同分子、不同配位环境下的红外偏振谱。
3.研究红外线偏振成像技术的原理、方法和关键技术，了解不同类型的红外线偏振成像技术的优缺点，掌握常用的仪器设备，熟悉数据处理的基本方法。
4.对于某些具有特殊结构或特殊功能的复杂体系，如蛋白质、细胞等，采用微阵列偏振成像技术进行研究，建立相应的样品制备、成像方案和数据处理方法，获得有关样品的偏振信息。
5.建立红外偏振计算建模和微阵列偏振成像技术的理论框架，将这些方法应用于相关领域的实际问题，并开展有意义的探索和创新研究。
三、任务要求
1.具备相关物理、光学、化学等专业背景知识，对偏振技术和红外线光谱学等有基础了解。
2.具备分子动力学模拟、分子轨迹分析、量子化学计算、图像处理等相关技能和相关软件使用经验。
3.能够熟练操作、维护和修理常用的红外线偏振成像仪器设备。
4.具备良好的团队合作精神和沟通协调能力，能够积极参与课题讨论和实验设计。
5.具备独立思考和创新能力，能够对数据进行科学分析和处理，并撰写规范的实验报告和研究论文。
四、任务成果
1.研究报告，包括红外偏振技术计算建模和微阵列偏振成像技术的理论框架、模拟结果和成像数据分析等内容。
2.学术论文，发表在相关领域的国际学术期刊上。
3.实验数据，包括计算模拟结果、偏振成像数据和相应的分析报告等。
4.技术应用和推广，结合具体应用场景和实际问题，进行相关技术的推广应用和技术服务。
五、参考资料
1.红外光谱分析技术及其应用，刘国宏，高等教育出版社，2015年。
2.红外光谱与光谱学制图，艾伦·弗莱德曼，科学出版社，2017年。
3.红外偏振技术及其应用，杨玉文，科学出版社，2019年。
4.IntroductiontoinfraredandRamanspectroscopy,3rdedition,NormanB.Colthup,S.M.Daly,F.H.Willis,AcademicPress,2012.
5.InfraredandRamanspectroscopy:Principlesandspectralinterpretation,MartinWilcox,Elsevier,2018.