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2023年12月1日，重慶大學(xué)作為第一完成單位和第一通訊作者單位在頂級期刊《Science》發(fā)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(zhuǎn)動），是材料科學(xué)與工程學(xué)院黃曉旭團(tuán)隊及其合作者利用自主研發(fā)的三維透射電鏡技術(shù)在納米金屬研究領(lǐng)域取得的新突破。此前，重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院在材料科學(xué)領(lǐng)域已有5篇論文發(fā)表在《Science》和《Nature》上。

黃曉旭教授

傳統(tǒng)的電子顯微鏡技術(shù)，只能觀察樣品的表層，或者觀察材料內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)的二維投影，這大大限制了人們對材料微觀組織的認(rèn)識。因此，過去二十多年，在全球范圍內(nèi)，廣大科學(xué)家致力于開發(fā)三維表征技術(shù)，空間分辨率在微米尺度的三維表征技術(shù)研發(fā)已取得了重要進(jìn)展，其應(yīng)用促進(jìn)了材料科學(xué)領(lǐng)域的重要科學(xué)發(fā)現(xiàn)。但是，更多更深層次的材料科學(xué)問題需要納米級甚至原子級的三維表征技術(shù)，將空間分辨率從微米級提高到納米級，需要提高三個數(shù)量級，這是一個巨大的挑戰(zhàn)。

三維透射電鏡

黃曉旭團(tuán)隊經(jīng)過十多年的不懈努力，在國家重點(diǎn)研發(fā)計劃等項目的支持下，成功開發(fā)了一系列基于電子衍射的三維透射電鏡技術(shù)，空間分辨率1nm。這些技術(shù)的研發(fā)填補(bǔ)了納米級三維電鏡取向成像技術(shù)的空白，將大大促進(jìn)三維材料科學(xué)的發(fā)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(shù)，首次實現(xiàn)了納米金屬塑性變形的三維電鏡研究。發(fā)現(xiàn)了納米金屬塑性應(yīng)變可恢復(fù)的反常現(xiàn)象，并揭示了這一現(xiàn)象的物理本質(zhì)。本工作的新發(fā)現(xiàn)發(fā)展了納米金屬塑性變形理論，將為先進(jìn)納米結(jié)構(gòu)材料研發(fā)、納米材料使役行為的預(yù)測和控制以及微納器件功能優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。

納米金屬鎳變形前（A）和變形后（B）三維形貌與晶體取向變化

黃曉旭團(tuán)隊長期致力于先進(jìn)表征技術(shù)和納米金屬研究，在三維表征技術(shù)的研發(fā)、納米金屬的變形機(jī)理和強(qiáng)化機(jī)制研究等方面已取得了多項創(chuàng)新工作，相關(guān)成果多次在《Science》和《Nature》雜志發(fā)表。

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

原文鏈接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adj2522

黃曉旭團(tuán)隊部分成員