我国首台纳米晶体结构快速解析仪研制成功
可精确解析纳米尺度物质的晶体结构，技术达国际先进水平
南方日报讯 （记者/钟哲 卞德龙）近日，中国科学院广州地球化学研究所（下称“广州地化所”）科研团队成功研制出我国首台纳米晶体结构快速解析仪，实现了从核心硬件到分析软件的全链条自主可控。该仪器可精确解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构，技术已达到国际先进水平，且使用成本较以往显著降低。
原子是构成物质世界的基本单元，其排列方式和相互作用决定了物质的性质。随着人类对深空深地等未知世界和纳米功能材料等应用领域的探索，解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构已成为科学认知与高新技术发展的重要需求。长期以来，传统单晶X射线衍射技术难以突破纳米尺度解析瓶颈，而国外同类仪器与软件存在成本高昂、操作复杂、算法受限等壁垒。
广州地化所研究员朱建喜、鲜海洋团队攻克了场发射电子枪及高压电源等核心部件的国产化难题，同时自主开发了连续倾转三维电子衍射采集与处理系统，能完成对纳米级晶体的高通量快速分析。这套由中国科学家自主研发、关键核心部件全部实现国产化的“超级眼睛”，其工作效率与传统设备相比提升百倍以上，分析能力与全球最新同类仪器相当。这标志着我国在纳米晶体结构分析这一高端科学仪器领域实现了跨越式发展，具备与日本、瑞士同等的技术能力，成为全球第三个掌握此项核心技术的国家。据悉，该成果将显著增强我国在材料科学、化学、地球与行星科学等基础研究领域的原始创新能力。
目前，该技术已成功应用于“王焰钯矿”“氧铅烧绿石”两种新矿物的结构解析，并获得国际矿物学会的正式承认，批准其命名。利用该技术，研究团队还证实了早期地球深部水可赋存于布里奇曼石晶格中，相关成果发表于国际权威期刊《科学》。
朱建喜介绍，该仪器及技术在材料、医药、地矿等领域展现出广阔应用前景，有望极大降低研发门槛，为“疑难微小晶体”问题提供高性价比的中国解决方案。
“未来，我们还计划继续迭代升级，开发出电压更高、功能更多的型号，并加入人工智能技术，进一步提升仪器的处理效率。”鲜海洋说。