可視化原位透射電鏡技術 見證納米顆粒舞動之美
材料牛注：隨著對納米尺度的理解，中國研究者團隊研發了一種可視化的基于原位透射電鏡技術，該技術直接將原子尺度的結構和物化性能聯系起來，可提供新穎而強大的功能。
在納米世界里的生活是很快的，就致力于納米尺度的基本機制研究而言，其發展更加迅速，這個世界，便是尺寸只有十億分之一米的原子和離子之類的顆粒的舞蹈。
隨著對納米尺度的理解，中國研究者團隊研發了一種可視化的基于原位透射電鏡技術，該技術可以提供新穎而強大的功能，它能夠直接將原子尺度的結構和物化性能聯系起來。
在這周AIP出版的Applied Physics Letters期刊里，研究者們說明了他們的發現對新一代科技設備的設計和制造的重要性。這項研究具有廣泛的應用潛力，從基于電致色變科技的智能窗到管理能源、信息和環境的新型器件。
團隊負責人、中科院物理所白雪冬研究員介紹道，“目前，應用于能源、信息和環境方面的新設備的原子機制是一個重要的議題。物化現象中原子過程的實時成像是原位透射電鏡技術的任務。我們研究的目標之一是理解從原子尺度可獲得的設備的基本原理，另一個目標是探索基于原子過程中原位透射電鏡成像的革新的設備。”
在諾貝爾獎透射電鏡科技中，電子束取代了用于傳統電鏡中的光束，通過一個金屬試樣傳輸。與光學顯微鏡相比，由于電子具有更短的波長，透射電子顯微鏡提供給研究者更高的分辨率，以至于他們可以觀察到更多的信息。
白強調了結構和性能之間的關系是材料科學一個根本的關注。然而，研究這種關系的約束之一是使用傳統的方法，結構表征和性能測定通常是分開的，對于納米材料來說尤其如此。他們的創新之處在于將這些步驟結合起來。
白還說道，“過去的十五年來，我們的研究工作集中于原位透射電鏡技術的構造和應用，所以在不同的物理因素（包括電的和光的）下原子尺度的性能都通過透射電鏡進行了研究。”
該團隊尤其對于應用最廣泛的電化學材料之一—氧化鎢和其產物的一個關鍵相轉變進行了研究。通過使用他們簡化了的內含電化學電池的透射電鏡技術，他們的微觀的、動態的觀察顯示了實時的詳細機理，涉及了電化學氧化鎢納米線的形成和演變，并且在工業上有很多應用。
他們的研究最有趣的方面之一是探究離子電遷移過程和其誘導的動態結構轉變。他們發現這些與電化學性能密切相關，加深了原位透射電鏡成像研究的廣泛應用潛力。
白說道，“新特性和重要的科學問題可以通過原位透射電鏡成像來顯示，例如，電驅動的氧化還原反應過程，鋰離子電池中鋰原子的占據位點和電機學反應電池中的物質轉移都能從原位透射電鏡成像中觀察到。”
接下來，研究者們將擴展原位透射電鏡原子尺度成像技術，使之與超快光譜結合起來。通過這個擴展，高分辨成像在空間和時間上都將成為可能。
原文參考地址：Watching the dance of nano-particles
感謝材料人編輯部王宇提供素材
文章評論(0)