原位氣相樣品桿中國(guó)用戶 2023 科研成果精選

在期盼著 2024 年到來(lái)之際，我們不禁回首過(guò)去一年，2023 年的科研探索與成就令人難忘。

為了更好地邁向未來(lái)，我們精心挑選了 2023 年（截止于 12 月 10 日）使用原位氣相樣品桿在納米技術(shù)領(lǐng)域取得的科研成果文獻(xiàn)。這些文獻(xiàn)來(lái)自中科院金屬所，浙江大學(xué)，華東理工大學(xué)，為我們開(kāi)辟了更廣闊的研究視野，揭示了創(chuàng)新領(lǐng)域的新篇章！

文獻(xiàn) 1

作者：中國(guó)科學(xué)院金屬研究所 張莉莉等

題目：Breaking the Axis‐Symmetry of a Single‐Wall Carbon Nanotube During Its Growth.

期刊：Advanced Science: 2304905.

摘要：通過(guò)引入局部原子結(jié)構(gòu)變化所獲得的單壁碳納米管(SWCNT)并不是對(duì)稱生長(zhǎng)的，這往往不可避免，且會(huì)對(duì)手性控制和性能定制產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。然而，SWCNT 生長(zhǎng)過(guò)程中的對(duì)稱性破壞機(jī)制仍然未知，其原子尺度的起源也無(wú)從得知。該工作中，ETEM 用于實(shí)時(shí)捕捉鉑納米顆粒催化生長(zhǎng)的 SWCNT 的對(duì)稱性破壞過(guò)程，證明了 SWCNT 側(cè)面形成的拓?fù)淙毕菘梢跃彌_應(yīng)力釋放，并從本質(zhì)上破壞了軸對(duì)稱生長(zhǎng)。原子級(jí)細(xì)節(jié)揭示了納米管-催化劑界面的重要性以及界面周圍固態(tài)鉑催化劑的原子重排如何影響最終的管狀結(jié)構(gòu)。理論模擬證實(shí)，負(fù)責(zé)捕獲碳二聚體并為碳摻入和不對(duì)稱生長(zhǎng)提供驅(qū)動(dòng)力的活性位點(diǎn)是低配位的臺(tái)階邊緣。

所使用的系統(tǒng) --Climate 氣相加熱桿：使用 DENS Climate 原位氣相加熱樣品桿，研究團(tuán)隊(duì)可以在透射電鏡中向樣品區(qū)通入一定壓強(qiáng)的乙醇蒸汽，作為單壁碳納米管生長(zhǎng)時(shí)的碳來(lái)源，從而研究其生長(zhǎng)機(jī)制。

文獻(xiàn) 2

作者：浙江大學(xué) wangyong 等

題目：Revealing Temperature-Dependent Oxidation Dynamics of Ni Nanoparticles via Ambient Pressure Transmission Electron Microscopy.

期刊：Nano Letters 23(16): 7260-7266.

摘要：了解各種金屬納米顆粒在常壓下的氧化機(jī)制，對(duì)于發(fā)揮它們?cè)谥T多領(lǐng)域中的價(jià)值是非常重要的。借助常壓 TEM 技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)研究了大氣壓下不同溫度時(shí)鎳納米顆粒的動(dòng)態(tài)氧化過(guò)程，揭示了一種溫度依賴的氧化行為。溫度較低(600℃)時(shí)，鎳納米顆粒的氧化遵循柯肯達(dá)爾效應(yīng)，伴隨著氧化物殼層的生成；溫度較高(800℃)時(shí)，氧化開(kāi)始于金屬表面的一個(gè)單晶成核，然會(huì)沿著金屬-氧化物界面逐步推進(jìn)，直至全部氧化，期間并沒(méi)有空洞生成。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和 DFT 計(jì)算，團(tuán)隊(duì)提出了基于鎳納米顆粒的溫度依賴的氧化機(jī)制，該機(jī)制歸因于不同溫度下氣體吸附和擴(kuò)散速率的差異。

所使用的系統(tǒng)- Climate 氣相加熱桿：使用 DENS Climate 原位氣相加熱樣品桿，研究團(tuán)隊(duì)可以在透射電鏡中向樣品區(qū)通入大氣壓強(qiáng)的氧化氣氛，研究不同溫度時(shí)鎳納米顆粒的動(dòng)態(tài)氧化過(guò)程，并揭示其氧化機(jī)制。

文獻(xiàn) 3

作者：華東理工大學(xué) 戴升等

題目：Non-catalytic oxidation mechanism of industrial soot at high temperature.

期刊：Nature Communications 14, 6256 (2023).

摘要：消除煙塵對(duì)于減少污染排放、實(shí)現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)至關(guān)重要。煙塵是目前工業(yè)界的一大挑戰(zhàn)。當(dāng)前有效的消除煙塵的方法就是高溫爐氧化法。該工作中，先在高溫下通過(guò)非催化部分氧化法制備了不同性質(zhì)的煙塵。接著，又使用原位 TEM 研究了煙塵納米顆粒的實(shí)時(shí)氧化過(guò)程。這些工業(yè)煙塵呈現(xiàn)出不同的氧化模型。隨后，該團(tuán)隊(duì)提出了對(duì)應(yīng)不同氧化模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式。相對(duì)于內(nèi)部氧化模型(IOM)的部分成熟煙塵和收縮核模型(SCM)的成熟煙塵，SCM 的早期煙塵具有更快的反應(yīng)速率。團(tuán)隊(duì)同時(shí)也研究了一種少見(jiàn)的核殼分離模型(CSM)。最后，表征了不同氧化模型的煙塵納米結(jié)構(gòu)，并通過(guò)拉曼結(jié)果和晶格邊緣分析建立了宏觀性質(zhì)和納米結(jié)構(gòu)的關(guān)系。這項(xiàng)工作對(duì)于預(yù)測(cè)煙塵的氧化行為有積極意義。

所使用的系統(tǒng)- Climate 氣相加熱桿：使用 DENS Climate 原位氣相加熱樣品桿，研究團(tuán)隊(duì)可以在透射電鏡中向樣品區(qū)通入氣氛并同時(shí)加熱，從而原位研究煙塵納米顆粒的在高溫下的氧化過(guò)程。