隨著人類對深空深地等未知世界和納米功能材料等應(yīng)用領(lǐng)域的探索，解析亞微米至納米尺度物質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)已成為科學(xué)認(rèn)知與高新技術(shù)發(fā)展的重要需求。

傳統(tǒng)單晶X射線衍射技術(shù)難以突破納米尺度晶體的解析瓶頸，而且存在成本高昂、操作復(fù)雜與算法受限等多重限制和壁壘。

近日，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所科研團(tuán)隊(duì)，實(shí)現(xiàn)了場發(fā)射電子槍及高壓電源等核心部件的國產(chǎn)化，攻克了高精度控制等核心技術(shù)，成功研制出首臺國產(chǎn)納米晶體結(jié)構(gòu)快速解析儀。

▲研制儀器主機(jī)外觀圖

該儀器搭載團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)的連續(xù)傾轉(zhuǎn)三維電子衍射采集與處理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了從硬件到軟件的全流程自主可控。儀器具備對納米級晶體與礦物進(jìn)行物相識別與結(jié)構(gòu)測定的高通量快速分析能力，整體技術(shù)水平已與國際同類最新設(shè)備持平。

目前，該技術(shù)已成功應(yīng)用于新礦物和深地礦物結(jié)構(gòu)解析，團(tuán)隊(duì)借助此項(xiàng)技術(shù)，成功解析王焰鈀礦、氧鉛燒綠石兩種新礦物，并獲得國際礦物學(xué)會批準(zhǔn)命名。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過該技術(shù)證實(shí)，早期地球深部水可賦存于布里奇曼石晶格中。

基于對輕元素敏感樣品檢測的優(yōu)勢，該技術(shù)及儀器在黏土礦物結(jié)構(gòu)精修、隕石及深空探測微量樣品分析、納米功能材料高通量篩選，以及生物醫(yī)藥、結(jié)構(gòu)化學(xué)等領(lǐng)域均展現(xiàn)出廣闊應(yīng)用前景。

該儀器的成功研制，標(biāo)志著我國在納米晶體結(jié)構(gòu)分析這一高端科學(xué)儀器領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了自主可控，將助力我國在材料科學(xué)、化學(xué)、地球與行星科學(xué)等基礎(chǔ)研究領(lǐng)域原始創(chuàng)新能力的提升。

來源：中央廣播電視總臺、中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所

責(zé)任編輯：曹旸