中国成功研制首台国产纳米晶体结构快速解析仪
近日，中国科学院广州地球化学研究所的科研团队在纳米晶体结构解析技术与仪器研制方面取得了重大突破。该团队成功实现了场发射电子枪及高压电源等核心部件的国产化，攻克了高精度控制等核心技术，研制出首台国产“纳米晶体结构快速解析仪”。这一仪器的问世标志着我国在这一高端科学仪器领域实现了从依赖进口到自主可控的根本性跨越。
该仪器搭载了团队自主开发的“连续倾转三维电子衍射采集与处理系统”，实现了从硬件到软件的全流程自主可控。仪器具备对纳米级晶体与矿物进行物相识别与结构测定的高通量快速分析能力，整体技术水平已与国际同类最新设备持平。
背景与挑战
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。
然而，传统单晶X射线衍射技术难以突破纳米尺度晶体的解析瓶颈，而依赖国外仪器与软件则伴随着高昂成本、操作复杂与算法受限等多重壁垒，导致我国深地资源研究等战略领域长期受制于人。面对这一挑战，唯有科技自立自强，开发国产化设备与技术方可解困。
技术突破与应用前景
该仪器的成功研制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。基于对轻元素敏感样品检测的优势，该技术及仪器在黏土矿物结构精修、陨石及深空探测微量样品分析、纳米功能材料高通量筛选，以及生物医药、结构化学等领域均展现出广阔应用前景。
本研究获得了中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项的资助。研制团队部分成员合影显示了他们的团队合作和创新精神。
国际认可与未来发展
该技术已成功应用于新矿物和深地矿物结构解析中。团队利用该技术成功解析了“王焰钯矿”(IMA 2024-008a)和“氧铅烧绿石”(IMA 2024-026)两种新矿物，并获得国际矿物学会批准命名。同样利用该技术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顶级学术期刊《科学》(Science)。
“这一技术的突破不仅是我国科学仪器领域的一次重大进步，也为全球科学界提供了新的研究工具。”
未来，该技术将继续在更多领域中发挥作用，推动我国在相关科学研究中的国际地位不断提升。
