原位氣相樣品桿中國用戶(hù) 2023 科研成果精選

在期盼著(zhù) 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。這些文獻來(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 1

作者：中國科學(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)引入局部原子結構變化所獲得的單壁碳納米管(SWCNT)并不是對稱(chēng)生長(cháng)的，這往往不可避免，且會(huì )對手性控制和性能定制產(chǎn)生深遠影響。然而，SWCNT 生長(cháng)過(guò)程中的對稱(chēng)性破壞機制仍然未知，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(cháng)的 SWCNT 的對稱(chēng)性破壞過(guò)程，證明了 SWCNT 側面形成的拓撲缺陷可以緩沖應力釋放，并從本質(zhì)上破壞了軸對稱(chēng)生長(cháng)。原子級細節揭示了納米管-催化劑界面的重要性以及界面周?chē)虘B(tài)鉑催化劑的原子重排如何影響最終的管狀結構。理論模擬證實(shí)，負責捕獲碳二聚體并為碳摻入和不對稱(chēng)生長(cháng)提供驅動(dòng)力的活性位點(diǎn)是低配位的臺階邊緣。

所使用的系統 --Climate 氣相加熱桿：使用 DENS Climate 原位氣相加熱樣品桿，研究團隊可以在透射電鏡中向樣品區通入一定壓強的乙醇蒸汽，作為單壁碳納米管生長(cháng)時(shí)的碳來(lái)源，從而研究其生長(cháng)機制。

文獻 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制，對于發(fā)揮它們在諸多領(lǐng)域中的價(jià)值是非常重要的。借助常壓 TEM 技術(shù)，該團隊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(lài)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爾效應，伴隨著(zhù)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(zhù)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)驗和 DFT 計算，團隊提出了基于鎳納米顆粒的溫度依賴(lài)的氧化機制，該機制歸因于不同溫度下氣體吸附和擴散速率的差異。

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

文獻 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：消除煙塵對于減少污染排放、實(shí)現循環(huán)經(jīng)濟至關(guān)重要。煙塵是目前工業(yè)界的一大挑戰。當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(zhù)，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)煙塵呈現出不同的氧化模型。隨后，該團隊提出了對應不同氧化模型的數學(xué)表達式。相對于內部氧化模型(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速率。團隊同時(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構，并通過(guò)拉曼結果和晶格邊緣分析建立了宏觀(guān)性質(zhì)和納米結構的關(guān)系。這項工作對于預測煙塵的氧化行為有積極意義。

所使用的系統- Climate 氣相加熱桿：使用 DENS Climate 原位氣相加熱樣品桿，研究團隊可以在透射電鏡中向樣品區通入氣氛并同時(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。