2024年云南大学电镜文化周

2024年4月11—14日，云南大学电镜中心举办“电镜文化周”活动。本次活动分为三大版块：赛默飞和布鲁克等仪器厂商现场交流电镜使用技术和经验；举办第二届中国西部电镜青年论坛，共同商讨电子显微学的最新研究进展以及在材料和生命科学中的应用；邀请杨槐教授和蒋复国高级工程师作专题学术报告。通过专家报告、专题报告、厂商报告、电镜、能谱和三维图像软件实际操作培训演示等方式，吸引了大量师生和科研人员进行深入广泛的研讨和交流。“电镜文化周”活动提供了一个全面反映电子显微学应用于新技术的综合性展示、洽谈及沟通平台，也为云南大学电子显微学技术的快速发展提供了新动力。 1、电镜使用技术现场演示与交流 4月11-12日，赛默飞、布鲁克以及国产电镜厂商泽攸科技等仪器厂商在云南大学电镜中心开展电镜、能谱和三维图像软件实际操作培训演示。 Avizo/Amira/PerGeos三维图像分析软件研讨交流赛默飞工程师介绍了Avizo/Amira/PerGeos三维图像分析软件在材料科学、生命科学与岩石土壤的应用，培训了这些软件的三维图像可视化、图像特征分割提取、人工智能深度学习、动画制作、细胞分析、纤维分析、孔隙度和渗透率计算、原位应力应变分析等功能，现场指导师生使用三维图像软件，解答相关疑难问题。球差透射电镜上机交流演示赛默飞工程师在双球差矫正透射电镜上演示和培训了球差校正器调节，能谱数据采集优化以及差分相位衬度DPC和积分差分相位衬度IDPC成像。布鲁克高分辨EDS和EBSD技术培训和上机交流高空间分辨率EDS和EBSD技术应用分享和上机交流。从分析原理、分析方法、分析条件的选择、定量分析的影响因素以及能谱仪的新发展（平插式能谱）等多方面介绍了EDS技术及发展。从原理、分析方法以及同轴 TKD 技术在高分辨晶体织构分析的应用详细介绍了EBSD技术。针对电镜中心EDS和EBSD使用过程中存在的问题给予现场上机交流解答。国产电镜厂商泽攸科技小型扫描电镜测试演示国产电镜厂商泽攸科技公司在云南大学电镜中心搭建小型台式扫描电镜样机，为云南大学及云南省内的潜在用户提供测试演示和技术交流，展示国产电镜设备的最新技术成果。 2、第二届中国西部电镜青年论坛 4月13-14日，本次电镜文化周的重要活动之一——第二届中国西部电镜青年论坛（EMYF-2024）在云南大学呈贡校区举行。来自北京大学、浙江大学、中科院物理研究所、西安交通大学、兰州大学、电子科技大学（深圳）高等研究院、湖北大学、苏州大学、广西大学、云南省农科院等高校院所和知名电镜仪器厂商的50余位材料、生物和电镜领域的专家学者参加了本次论坛。云南大学电镜中心主任胡万彪教授代表学校领导欢迎与会专家学者和企业代表参加第二届中国西部电镜青年论坛，简要介绍了云南大学发展历史、云南大学电镜中心建设情况。论坛邀请来自不同领域、不同单位的电镜学者参加，涵盖电镜技术、材料科学、生物学等多个研究方向，通过安排大会报告、云南大学电镜中心参观交流、互动讨论等环节，为青年学者们提供一个交流思想、分享经验、展示成果的平台。北京大学杨槐教授团队利用非液晶性和液晶性光聚合单体在液晶中反应速度的差异，通过二次光固化方法，构筑了兼具 PDLC 和 PSLC 的微结构、从而兼具前者优异的大面积加工性能和后者优异的电-光特性的高分子分散与高分子稳定液晶共存（PD&SLC）体系。在建筑节能、汽车智能门窗、低温存储和冷链运输、显示器智能防窥、电子纸等领域具有广阔的应用前景。电子科技大学（深圳）高等研究院薛冬峰教授团队初步建立的复杂系统理论和快速生长领域内的多尺度分析工具。研究纳米级的微小子系统如何通过系列演化依赖于大尺寸晶体的宏观动态，允许晶体宏观尺度模型通过纳米尺度模型进行参数化。云南省农业科学院张仲凯教授团队经过20年连续系统的研究，发现orthotospoviruses同种病毒粒体在不同寄主植物细胞中具有相似的分布特征，不同种差异明显。该属病毒粒体在不同侵染时期在寄主细胞中的分布具有显著差异。研究结果对于 orthotospoviruses 的精准鉴定、抗病毒种质资源材料评价、筛选和创制、以及抗病毒天然产物筛选具有重要的指导意义。上海微纳国际贸易有限公司赵颉经理介绍了混合像素直接电子探测器。由于其具有高动态范围，耐电子辐照以及快速读出的特点，非常适用于TEM 模式以及4D-STEM模式的电子信号接收。分享了4D-STEM技术原理以及Dectris混合像素直接电子探测器在TEM模式以及4D-STEM模式下材料科学以及生命科学的相关应用案例。安徽大学葛炳辉教授从电子显微表征方法学和应用两方面介绍其工作。在方法学方面，利用扫描透射电镜（STEM）研究摩尔条纹以及扫描摩尔条纹方面的工作，分析二者在 STEM 成像中的机理，并提出了利用扫描莫尔条纹测定样品厚度的方法。在应用方面，利用 iDCP 成像研究(Cu,C)-1234氧化物超导体中碳酸盐的结构，以及利用冷冻电镜研究六角冰微观结构的初步结果。西安交通大学孟令杰教授介绍西安交通大学分析测试中心 STED超高分辨共聚焦显微镜的功能和运行使用情况。提出交联增强发光和自隔离增强发光机制，制备一系列荧光效率高、耐光漂白性能好的荧光探针，可实现不同细胞器的靶向高分辨成像和相互作用研究。制备的近红外荧光探针可实现双光子和小动物活体的高效成像。西安交通大学马飞教授介绍了西安交通大学材料学院在大型仪器设备资源管理与共享方面的思考和举措。伴随国家对科研创新能力提升的重视，以及校企融合、科教融合及产教融合的不断深入，高校科研创新平台建设得到了快速发展，高端大型仪器设备资源越来约丰富，如何统筹管理并共享好相关的平台设备资源是当前受到广泛关注问题。湖北大学郭金明教授究以(Bi0.5Na0.5)TiO3 (BNT)为基体，运用湖北大学球差电镜中心的双球差校正电镜系统地研究了不同特定元素引入 A 位对陶瓷畴结构、晶格极化、介电性能以及铁电性能的影响。确定了 Mg、La、Ca、Sr 等元素可增强弛豫行为，进而提出一种“局域多态畸变”的高熵策略。该研究为利用高熵策略设计具有超高综合性能的电介质储能材料提供了有效的方法。兰州大学张军伟副教授介绍了磁性多层膜中斯格明子的定点写入技术。磁斯格明子是一种拓扑保护的自旋磁结构，因其尺寸小和独特的电流驱动等特性，有望成为新一代自旋电子器件的信息载体。在铁磁/重金属薄膜体系中，斯格明子的密度较低。因此，如何在特定位置诱导产生斯格明子以及增加斯格明子密度对于提高数据存储设备的容量都至关重要，也是斯格明子自旋电子器件的重要挑战。布鲁克纳米分析部应用专家韦家波介绍布鲁克高空间分辨率EDS和EBSD技术。随着材料研究的深入，人们不仅对电镜的要求也越来越高，对元素和织构分析的要求也越来越高，布鲁克的平插能谱仪和同轴 TKD 技术以其独特的设计和技术使纳米材料的元素与晶体织构分析更方便快捷，使广大材料工作者把更多的精力聚焦到自己的研究领域。中科院物理研究所王立芬副研究院介绍了通过原位透射电镜观察成核和结晶。通过使用原位石墨烯液体细胞透射电子显微镜，揭示了从限制在石墨烯细胞内的溶液中氯化钠结晶的原子机制。发现岩盐氯化钠具有特殊的六角形形态。还看到了一个短暂的类石墨相的出现，它可能作为一个两步途径的中间体。研究结果突破了常规技术对结晶动力学和热力学的研究的限制，为多相结晶理论和新材料的设计提供了新的见解。浙江大学袁文涛研究员介绍了基于原位电子显微学的催化材料表界面原子尺度的设计。基于环境透射电子显微学（ETEM）方法，在气氛环境下对 TiO2、CeO2、Au-TiO2等一系列模型催化体系的表界面的原位研究与设计方面开展研究。环境透射电子显微学方法，使我们能够在多场耦合环境（例如热、电、力等）下原子水平原位观察材料微观结构的动态演变，也为跨越“材料鸿沟”和“压力鸿沟”，揭示反应环境下纳米催化材料表界面动态演变规律提供了机遇。广西大学刘美男教授团队团队开发了一系列原位电化学反应池，如原位 SEM 电化学芯片、原位 TEM 电化学芯片、原位光谱电化学反应池等，来研究电池中的固固与固液界面的反应、输运、SEI 膜形成机制等信息。这些研究结果为金属锂电池体系、锂硫电池体系的进一步优化能提供了很好的指导意见和参考意见，在一定程度上提升了这两类电池的性能。北京低碳清洁能源研究院蒋复国高级工程师介绍了原位电镜在工业用费托催化剂上的表征。利用原位透射电镜在气氛及加热条件下对费托催化剂进行表征。原位电镜结果发现，前驱体Raney-Fe颗粒会随着温度的升高逐渐聚集成为较大的颗粒，此时形成的颗粒为非晶形态，当温度到达350℃时，从高分辨图像得到的反傅里叶变换图像可知，χ-Fe5C2会逐渐从颗粒核心部位长大，直到整个颗粒完全长成χ-Fe5C2。兰州大学穆晓柯教授介绍了表征非晶材料的扫面透射电子衍射技术的开发。在电子显微技术上为解决非晶材料（尤其是其中纳米相）的表征难题所做的开发。新技术融合了四维扫描透射电子显微（4D STEM）技术和原子成对分布函数（Pair Distribution Function，PDF）分析方法，实现了在亚纳米局部解析非晶物质的键长、配位数、以及成像它们的空间分布。浙江工业大学汪鑫研究员介绍了缺陷活性电精确构筑与电催化应用。目前缺陷位点的精准构筑仍然是一个巨大挑战，结构的不可控性将限制缺陷催化机理的解析和缺陷基催化材料的实际应用。因此，发展了等离体子、高温原子去除诱导重排、材料嫁接、榫卯定制等多种合成策略，实现不同材料体系中缺陷活性位点的精准可控构筑，并制备出系列面向氢/电转换应用的缺陷基高性能催化材料。西北工业大学周青教授介绍了新型高性能亚稳合金的低温摩擦学性能研究。低温环境下机械运动部件面临更加苛刻的服役工况，使得改善材料低温摩擦学性能具有重大意义。基于此发展了非晶、高/中熵合金的结构设计理论，设计并制备出系列非晶-枝晶复合材料（TiZrCuBe）、中/高熵合金（CoCrNi, CoCrNiMo）。非晶和高/中熵合金的设计策略使合金在低温环境下的摩擦磨损性能得到显著提高并进一步拓宽了其应用领域。苏州大学陈少卿博士后介绍了金属-氮-碳结构空气扩散电极的精准调控。通过分子工程策略，精准调控金属-氮-碳活性中心配位环境，显著提升了金属-氮-碳材料的催化性能。通过协同构筑策略，定制高活性双功能催化中心的同时，优化了催化剂的多级孔结构和疏水透气性能。该工作为协同构筑基于金属-氮-碳催化剂的空气扩散电极提供了新的视野。云南大学胡万彪教授介绍了介质材料局域结构与光电性能的工作。材料科学研究中的结构有序、成分有序以及电子有序是影响材料物理化学性质的核心参数，在电化学体系、高熵体系以及电介质体系都表现出显著的构效作用。茶歇期间，与会专家学者进一步了解电镜仪器和配件厂商带来的最新科研成果和设备参数信息，寻找合作机会。与会专家学者参观云南大学电镜中心，详细了解中心的设备参数和运行情况，对电镜测试和分析技术中存在的疑难问题进行现场交流。本次论坛中，与会专家就电子显微技术的发展及其他们在电镜领域的最新研究成果、技术进展与瓶颈、未来发展趋势等问题进行了深入的讨论和交流，分享了高校大型测试平台建设和管理经验，提出了许多富有建设性的意见和建议，为与会者提供了宝贵的学习机会。通过论坛活动，与会者建立了更广泛的学术联系，拓展合作空间，共同推动电镜领域的发展。此外，本次青年论坛同时采用线上直播方式推广交流，据统计共有17000多人次观看直播。第二届中国西部电镜青年论坛的成功举办也提高了云南大学电镜中心在中国电子显微学领域的知名度和影响力，推动了云南大学电镜中心与全国相关科研单位的交流与合作。 3、专题学术报告 2024年4月14日，云南大学“东陆高端学术论坛”第153期邀请北京大学杨槐教授在云南大学电镜中心会议室作《智能液晶基高分子材料》专题报告。杨槐教授团队利用非液晶性和液晶性光聚合单体在液晶中反应速度的差异，通过二次光固化方法，构筑了兼具PDLC和PSLC的微结构、从而兼具前者优异的大面积加工性能和后者优异的电-光特性的高分子分散与高分子稳定液晶共存(PD&SLC)体系。在此基础上，通过在胆甾相液晶、近晶A-胆甾相转变液晶、双频液晶等不同相结构和性能的液晶材料中构筑共存网络，制备了温控调光膜、温敏变色膜、温电双控调光膜、低驱动电压的正式电控调光膜、反式电控调光膜、双稳态电控调光膜等。这些薄膜在建筑节能、汽车智能门窗、低温存储和冷链运输、显示器智能防窥、电子纸等领域具有广阔的应用前景。 2024年4月14日，邀请北京低碳清洁能源研究院蒋复国高级工程师到电镜中心会议室作《透射电镜原位技术在工业催化剂上的应用》专题学术报告。报告摘要：利用原位透射电镜在气氛及加热条件下对费托催化剂进行表征。(1)在费托铁基催化剂中，一般认为，经过还原的氧化铁，经过氢气还原后，通入H2:CO=2:1的合成气及350℃下，能生成χ-Fe5C2 ；然而，e-Fe2C能在较低温度下(280℃)，直接生成在还原后的Raney-Fe颗粒表面，与核心的Fe形成共格生长。e-Fe2C的外延生长与 χ-Fe5C2的核心向外生长机制不同；另外，e-Fe2C本身具有极低二氧化碳选择率，外延生长的特性能使得e-Fe2C在铁表面获得极高的比表面积，因而提高催化剂的反应效率。(2)利用电镜观察费托一步法制烯烃催化剂中纯相χ-Fe5C2的形成过程；一步法制烯烃是利用在特定的温度和压力下，通入合适比例的CO/H2合成气，能略过还原过程，直接获得高产率的烯烃。原位电镜结果发现，前驱体Raney-Fe颗粒会随着温度的升高逐渐聚集成为较大的颗粒，此时形成的颗粒为非晶形态，当温度到达350℃时，从高分辨图像得到的反傅里叶变换像可知，χ-Fe5C2会逐渐从颗粒核心部位长大，直到整个颗粒完全长成χ-Fe5C2。持续一段时间之后，显示 χ-Fe5C2在反应气氛中稳定存在，代表χ-Fe5C2已经稳定运行费托反应。专题报告结束后，特邀专家与云南大学电镜中心老师合影