ACAIC2024主題論壇十：下一代材料結構與界面分析技術論壇

在ACAIC 2024大會上，由華南理工大學材料科學與工程學院、散裂中子源科學中心（高能所東莞研究部）和廣州市儀器行業協會聯合主辦的“下一代材料結構與界面分析技術論壇”成功舉辦（分會論壇10）。論壇主席張廣照教授（華南理工大學）和召集人龔湘君副教授、程賀研究員帶領多位專家學者，共同探討新材料分析技術的前沿進展，推動學術與產業創新發展。

華南理工大學材料科學與工程學院 龔湘君副教授主持論壇開幕

繆平 中國科學院高能物理研究所散裂中子源科學中心

報告題目：《中國散裂中子源高分辨中子衍射儀(TREND)建設進展》

繆平老師報告介紹了中國散裂中子源高分辨中子衍射儀（TREND）的建設進展。該設備具有超高分辨率和強穿透性，適用于無損檢測和復雜結構解析。建設周期長，目前已調試出優于世界紀錄的分辨率，并具備多種樣品環境，性能達世界領先水平，并開始為用戶提供測試服務。

中國科學院高能物理研究所 童欣研究員 張俊佩代為報告

報告題目：《超極化³He中子自旋過濾器研發及應用進展》

張俊佩介紹了通過直線加速器和環形加速器加速質子，轟擊重金屬靶產生散裂中子，并利用這些中子進行實驗測量。重點講述了極化³He中子自旋過濾器的研發，包括自旋交換光泵法和亞穩態交換光泵法兩種技術路線，以及在成像、反射和非彈性散射等方面的應用。目前，中國散裂中子源已規劃20臺譜儀，其中一半以上具備或需加裝極化功能。

中國科學院高能物理研究所 孫志嘉研究員 周健榮代為報告

報告題目：《中國散裂中子源探測器研制進展》

周健榮介紹了多種探測器研發，包括能量分辨診斷器、微密集空間分辨等創新技術。同時，他還提到了³He管探測器的國產化研究及在二期工程中的應用。未來計劃將要進一步提高分辨率，探索新技術，解決核心技術問題，并推動國產化進程。

中科院高能物理研究所東莞研究部 譚志堅

報告題目：《CSNS多維多尺度中子成像表征技術及應用》

譚老師報告介紹了中國散裂中子源（CSNS）的成像技術及其應用。報告首先指出中子成像與X射線成像在元素透射和衰減系數上的互補性，并強調了中子成像的獨特優勢，如能夠探測氫元素和研究物質的金格動力學。接著，報告詳細介紹了成像譜儀的建設情況，包括其高分辨率成像能力、多尺度成像技術、以及先進的成像平臺。報告中還提到了成像譜儀在材料科學、結構分析、文物保護等領域的應用成果，如對葉片結構、陶瓷新型材料、單晶高溫合金、鋰離子電池等的研究，以及對高鐵輪軌、納米梯度強化材料、氧化鐵材料等的成像分析。此外，報告還提到了與博物館合作，利用中子成像技術對文物進行無損檢測的情況。

中國科學院高能物理研究所 康樂

報告題目：《High-Pressure Neutron Diffractometer (HPND) at CSNS》

康樂研究員團隊報告了高壓中子衍射譜儀（HPND）的建設進展。該設備利用中子的高穿透性，在高溫高壓條件下研究材料的晶體結構、相變及合成新材料。HPND具有兩個散射式樣品位置，可在不同條件下開展實驗，分辨率為6/1000。目前，設備已完成安裝和初步調試，計劃在深海、深地、深空等領域的研究中應用。

中國科學院上海高等研究院 李娜研究員

報告題目：《國家蛋白質科學設施與藥物研發》

李娜研究員介紹了國家蛋白質科學設施在生命科學研究和藥物研發中的應用，強調了其作為綜合性研究平臺的重要性。她提到該設施提供全時空尺度的表征能力，并擁有多個技術系統支持結構生物學研究。此外，她還討論了AI在生命科學領域的應用前景，特別是Alpha fold等工具對于理解復雜生物體系的作用。最后，她提到了與產業界的合作案例，展示了該設施如何服務于醫藥、食品材料和化工等行業的需求。

上海交通大學 余輝長聘副教授

報告題目：《用于表界面過程分析的超靈敏超分辨表面等離激元顯微成像技術》

余教授在報告中介紹了用于表界面過程分析的超靈敏超分辨表面等離激元顯微成像技術，該技術通過改進傳統SPR生物傳感技術，實現了單分子水平的檢測和動態過程分析。他還展示了該技術在生物傳感領域的應用，如超厘米生物傳感器的開發和細胞外囊泡的分析，以及如何利用這些技術提高檢測靈敏度和準確性。

王宇教授 華南理工大學

報告題目：《探索人工智能在材料制備與電鏡表征中的應用》

王宇教授在報告中介紹了人工智能在材料制備與電鏡表征中的應用，包括電子顯微鏡的原位表征方法開發、神經網絡在AF3S理解中的應用以及化學合成中的機器學習算法。他強調了數據質量和數據庫的重要性，并展示了如何利用積極學習和特定物理意義的層來提高算法性能。此外，他還提到了軟物質和守信納米粒子的應用案例，以及新算法在化學合成中的應用前景。

江南大學 劉威副教授

報告題目：《基于倏逝波散射成像的界面相互作用分析》

劉威副教授的報告首先概述了界面相互作用的重要性，闡述了他們如何利用倏逝波的成像特點來分析膠體與鏡面之間的相互作用，包括顆粒在不同條件下的動態行為和聚集過程。此外，他還提到了通過實驗觀察到的現象，如粒子在不同濃度下的擴散速率變化、重力作用以及pH值對粒子行為的影響等。最后，劉教授展示了他們開發的一種新裝置，該裝置結合了全內反射顯微鏡技術和主動力控制，用于更精確地研究單個分子或顆粒的行為。

陳強 島津企業管理(中國)有限公司產品擔當

報告題目：《更小更細更深入--表界面成分、結構和反應動力學過程的綜合觀測》

陳強島津企業管理(中國)有限公司的產品負責人在報告中介紹了利用原子力顯微鏡技術進行表界面成分、結構和反應動力學過程的綜合觀測。報告重點討論了原子力顯微鏡的工作原理、分辨率以及在不同環境下的應用限制，并提出了通過調頻模式提高液體環境中的分辨率。此外，還展示了原子力顯微鏡在鋰電池材料分析和界面化學反應研究中的具體應用案例。

王濤副教授南昌大學

報告題目：《石英晶體微天平的表征原理及應用創新》

王濤副教授的報告主要圍繞石英晶體微天平（QCM）的表征原理及應用創新進行。首先，他介紹了QCM的基本原理，即通過周期性電壓使芯片達到共振，監測界面上的物理或化學變化。然后，他詳細探討了耗散因子的概念及其在測量中的作用，并展示了如何通過不同背景和頻率的變化來獲取膜的信息。此外，他還介紹了QCM在離子效應、聚電解質體系、電化學過程以及電池研究中的應用。最后，他提出了一些新的研究方向和應用前景。

錢露 高級工程師廣州中醫藥大學科技創新中心

報告題目：《基于AFM和QCM-D的表界面表征技術的開發和應用研究》

錢露高級工程師的報告主要介紹了基于原子力顯微鏡（AFM）和石英晶體微天平（QCM-D）的表界面表征技術的開發和應用研究。他詳細講解了這些技術在材料、食品、生物等領域的應用，特別是在生物力學方面的研究。報告還展示了如何通過這些技術評估材料的抗生物性能和藥物載體的融合性等以及公司合作的一些應用案例。

鄭健萍 國儀量子技術(合肥)股份有限公司電鏡解決方案部經理

報告題目：《國產電鏡技術最新進展及其在新材料領域的應用》

鄭健萍在報告中介紹了國儀量子技術（合肥）股份有限公司在國產電鏡技術方面的最新進展及其應用。報告重點介紹了聚焦離子束電子束雙束顯微鏡DB550與場發射透射電子顯微鏡TH-F120和高速掃描電鏡HEM 6000等產品的技術特點和應用場景，以及公司在新型同軸分流式信號探測系統、鏡頭內中角度被散射探測器等方面的創新以及冷場掃描電鏡的研發進展。