新突破！重慶大學研究團隊將電鏡顯微技術從二維推進至三維

12月1日，重慶大學微信公眾號發佈消息，當天重慶大學作為第一完成單位和第一通訊作者單位在頂級期刊《Science》發表最新研究成果。論文題目為《3D microscopy at the nanoscale reveals unexpected lattice rotations in deformed nickel》（納米分辨三維電鏡揭示變形鎳的異常晶格轉動），是材料科學與工程學院黃曉旭團隊及其合作者利用自主研發的三維透射電鏡技術在納米金屬研究領域取得的新突破。此前，重慶大學材料科學與工程學院在材料科學領域已有5篇論文發表在《Science》和《Nature》上。

論文發表網頁截圖

黃曉旭教授

傳統的電子顯微鏡技術，只能觀察樣品的表層，或者觀察材料內部三維結構的二維投影，這大大限制了人們對材料微觀組織的認識。因此，過去二十多年，在全球範圍內，廣大科學家致力於開發三維表徵技術，空間分辨率在微米尺度的三維表徵技術研發已取得了重要進展，其應用促進了材料科學領域的重要科學發現。

但是，更多更深層次的材料科學問題需要納米級甚至原子級的三維表徵技術，將空間分辨率從微米級提高到納米級，需要提高三個數量級，這是一個巨大的挑戰。

三維透射電鏡

黃曉旭團隊經過十多年的不懈努力，在國家重點研發計劃等項目的支持下，成功開發了一系列基於電子衍射的三維透射電鏡技術，空間分辨率1nm。這些技術的研發填補了納米級三維電鏡取向成像技術的空白，將大大促進三維材料科學的發展。

金屬中位錯界面的三維透射電鏡成像

納米金顆粒的三維透射電鏡成像

本研究利用三維取向成像技術，首次實現了納米金屬塑性變形的三維電鏡研究。發現了納米金屬塑性應變可恢復的反常現象，並揭示了這一現象的物理本質。本工作的新發現發展了納米金屬塑性變形理論，將為先進納米結構材料研發、納米材料使役行為的預測和控制以及微納器件功能優化提供理論指導。

納米金屬鎳變形前（A）和變形後（B）三維形貌與晶體取向變化

黃曉旭團隊長期致力於先進表徵技術和納米金屬研究，在三維表徵技術的研發、納米金屬的變形機理和強化機制研究等方面已取得了多項創新工作，相關成果多次在《Science》和《Nature》雜誌發表。

重慶大學/西南技術工程研究所賀瓊瑤博士和歐洲散裂中子源Søren Schmidt博士為共同第一作者，重慶大學/北京科技大學吳桂林教授、清華大學Andrew Godfrey教授和重慶大學黃曉旭教授為共同通訊作者。重慶大學朱萬全博士、黃天林教授、張玲教授和馮宗強副教授，以及丹麥技術大學Dorte Juul Jensen教授為共同作者。