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  春耕夏耘，秋收冬藏。一年光阴转瞬即逝，2023年虽接近尾声，但是2023 年中国科研工作者的探索成就令人难忘。在此，我们精心整理了 2023年使用百实创（Bestron）公司产品在材料科学领域取得的部分科研成果，向大家展示其中的重要科研发现，分享中国科研工作者取得的系列国际前沿的研究成果。同时希望百实创在新的一年中能够更好地助力科研工作者们继续探索创新，勇攀高峰。 01 研究成果一 题目：In Situ Atomic-Scale Quantitative Evidence of Plastic Activities Resulting in Reparable Deformation in Ultrasmall-Sized Ag Nanocrystals‍‍期刊：ACS Nano相关产品：‍‍‍‍‍‍‍‍Bestron-MEMS芯片加热/拉伸样品杆摘要：塑性变形会使纯金属产生的永久性的结构改变，在卸荷后通常不可修复的。由于缺乏实 验证据，研究者尚不清楚尺寸减小到几纳米的纯金属的塑性行为是否可以恢复，也不清楚该尺寸的金属是如何适应塑性变形的。本研究对~2 nm 的银纳米晶进行原位加载与卸载，在原子尺 度下观察到三种塑性变形方式：(i)从面心立方(fcc)相到六方密排(hcp)相的相变，(ii)层错，(iii) 变形孪晶。我们发现，这三种模式都导致了可修复的结构变化，并且原位观察到它们在加载和 卸载过程中的产生和恢复。我们发现，纳米金属的变形模式可以通过 fcc-hcp 相变的能垒(△γH) 和变形孪核(△γT)的比值来预测，这与大尺寸金属的理论模式不同。研究中所提出的△γH/△γT 判 据可以为纳米金属的变形机制提供一些见解。DOI：10.1021/acsnano.3c05808原文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c05808 02 研究成果二题目：Chemical inhomogeneity–induced profuse nanotwinning and phase transformation in AuCu nanowires期刊：Nature Communications相关产品：‍‍Bestron-MEMS芯片加热/拉伸样品杆摘要：纯金属纳米材料通常具有超高强度，但均匀塑性变形能力较差。而随机固溶(RSS)合金 如何适应塑性以及它们是否能实现高强度和超塑性之间的协同作用仍有待研究。北京工业大学 韩晓东教授团队利用百实创双倾原子分辨 MEMS 芯片加热/拉伸样品杆，发现面心立方 RSS- AuCu 合金纳米线具有 260%的超塑性和 6 GPa 的超高强度，克服了强度和延性之间的权衡困境。这些优异的性能源于变形过程中 HCP 相的大量生成(2H 和 4H 相)，可逆 FCC-HCP 相变， 以及锯齿状纳米孪晶产生。研究结果揭示了化学不均匀性对固溶合金塑性变形机制的影响。DOI：10.1038/s41467-023-41485-2原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41485-2 03  研究成果三  题目：Self-healing of fractured diamond期刊：Nature Materials相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：金刚石是自然界最硬的材料，具有高透光性、高热导率、宽禁带等突出优势，广泛应用 于机械工程和各种功能部件，包括微纳米机电系统、生物医学和热管理系统。然而，其固有的脆性对金刚石部件的可靠性构成了严重威胁。在微米尺度下，研究者利用自行搭建的扫描电镜 原位力学测试设备，采用循环拉伸断裂测试方法，发现完全断裂的纳米孪晶金刚石复合材料（Nanotwinned Diamond Composite, ntDC），在无外部干预下，可以在室温下表现出非凡的裂纹 自修复能力。定量化研究结果显示断裂后的 ntDC 表现出约 34%的愈合效率，明显高于单晶金刚石（Diamond Single Crystal, DSC）约 6.7%的愈合效率，即使尺寸达到微米级，这种自愈合 行为依然存在。在纳米-原子尺度下，研究者利用透射电镜与百实创 INSTEMS-M 原位双倾力 学系统研究了 ntDC 愈合机理。ntDC 断口处产生的含有 sp2-和 sp3-杂化碳原子的非晶组织，仿照骨愈合过程中形成的成骨细胞，命名为钻石骨细胞（Diamond Osteoblast, DO）。随着断口间 DO 相间距离的减少，其原子间相互作用力由排斥转变为吸引并重新成键，实现自愈合。这一 发现揭示了纳米结构金刚石的自愈能力，为未来提高脆性陶瓷材料的韧性和耐久性的研究提供 了重要见解。DOI：10.1038/s41563-023-01656-4原文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-023-01656-404  研究成果四题目：Nanoscale ductile fracture and associated atomistic mechanisms in a body-centered cubic refractory metal期刊：Nature Communications相关产品：Bestron-MEMS芯片加热/拉伸样品杆摘要：具有高熔点的体心立方 (BCC) 难熔金属通常表现出高强度，但延展性和断裂韧性相对 较差，严重限制 BCC 难熔金属的应用。揭示 BCC 难熔金属断裂机制对改善难熔金属断裂韧性 具有重要意义。由于缺乏原子尺度的实验证据，BCC 金属的纳米级断裂过程和相关的原子机 制仍然难以捉摸。裂纹扩展过程涉及裂纹尖端多个 1/2{110}滑移系统的位错成核、运动 和相互作用。位错在裂纹尖端的成核、运动、相互作用会引起裂纹尖端塑性剪切和垂直于裂纹 面的局部解离的交替出现。前者导致裂纹钝化和局部减薄，而后者导致裂纹扩展和锐化。原子 模拟揭示了温度和应变速率对这些裂纹扩展交替过程的影响，为 BCC 难熔金属中韧脆性转变 的位错介导机制提供了见解。DOI：10.1038/s41467-023-41090-3原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-41090-305 研究成果五题目：Toughening oxide glasses through paracrystallization期刊：Nature Materials相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：玻璃作为一种典型的非晶材料，由于缺乏微观结构控制的增韧效应，表现出本征脆性， 从根本上限制了玻璃材料的应用。因此，在保留玻璃其他优秀性能，同时对玻璃进行增韧的调 控策略是研究者们一直追求的目标，但却难以实现。在这里，我们以铝硅酸盐玻璃为例，通过 准结晶在氧化玻璃中进行的特殊增韧。通过结合实验和计算模型，我们证明了在高压和高温条 件下，均匀形成了遍布玻璃结构的晶体状中程有序团簇。次晶氧化玻璃显示出优越的韧性，高 达 1.99±0.06 MPa m1/2，超过了任何其他报道的大块氧化玻璃。我们将这种特殊的增韧归因于 由应力诱导的从次晶态到非晶状态的逆转变引起的多个剪切带的激发，从而揭示了塑性变形特 性。这一发现为设计高损伤耐受性玻璃材料提供了一种有效的策略，并强调了原子水平结构变 化对氧化玻璃性能的实质性影响。DOI：10.1038/s41563-023-01625-x原文链接：https://www.nature.com/articles/s41563-023-01625-x06  研究成果六题目：Interfacial strain evolution and abnormal Poisson’s ratios in Al nuclei for the Al/TiB2 heterostructure期刊：Scripta Materialia相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：采用像差校正透射电镜定量研究了 Al/TiB2 异质结构的界面晶格失配和局部弹性应变。 揭示了(0001)TiB2 上堆叠的 Al 层的面内膨胀和面外压缩，有利于变形 Al 层的进一步扩展，从 而成功地实现非均相成核。这些晶格应变可以从 TiB2 的最顶层(0001)表面持续到几个 Al 原子 层。基于压缩和膨胀弹性应变关系，计算了 Al 核的泊松比，发现大的失配应变会导致泊松比 的异常变化。该研究揭示了晶格错配对 Al 在 TiB2 上非均质成核的影响，可能对理解 Al 的非 均质成核具有重要意义。DOI：10.1016/j.scriptamat.2023.115508原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1359646223002324?via%3Dihub07  研究成果七题目：Deformable κ phase induced deformation twins in a CoNiV medium entropy alloy期刊：International Journal of Plasticity相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：由于金属间化合物的脆性，低温退火面心立方(FCC)基合金在体准静态拉伸实验中表现 出明显的塑性退化。这里我们展示了一种新的方法，通过在具有高层错能的 CoNiV 等原子中 熵合金(MEA)中产生脆性金属间相（κ）剪切和变形孪晶来克服这种变形能力的损失。脆性 κ 相不仅具有较高的剪切极限抗拉强度(~1800-2000 MPa)，而且还提高了流变应力，接近 MEA 中变形孪晶发生的临界值(~1660-1750 MPa)。这种剪切和孪晶反过来又有助于进一步的加工硬 化和强化，从而提高 MEA 的变形能力(均匀伸长~25-27%)。因此，该 MEA 中由金属间相脆化 引起的延性退化可以得到恢复。可变形金属间相和高应力变形孪晶的结合提出了一种新的强化 机制，为设计力学性能更加优秀的 FCC 合金提供了可能。DOI：10.1016/j.ijplas.2022.103509原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S074964192200286808  研究成果八题目：Direct observation of tensile-strain-induced nanoscale magnetic hardening期刊：Nature Communications相关产品：Bestron-MEMS芯片加热/拉伸样品杆摘要：磁弹性是建立材料磁性和力学性能关联性的纽带。虽然经历了几十年研究，磁弹性物理 机制仍然没有完全建立，这主要是由于实验方法和技术的限制，导致相关的实验证据和物理图 像缺乏。如何实现高空间分辨定量化测量磁结构变化，并定量精确控制应变尤为困难。我们使 用原位菲涅耳离焦成像、离轴电子全息和双金属变形装置，对拉伸应变如何改变铁磁性 Ni 薄 板中的磁畴进行了纳米级的原位观察。我们展示了定量化的磁畴壁结构及其作为应变函数的转 换过程，同时观察到应变诱导的垂直于应变轴方向的 180°磁畴壁周期性的形成和解离。磁化转 变表现出应力决定的方向灵敏度和可逆性，并且能够通过改变纳米结构的尺寸进行调节。本工 作中，我们为铁磁性纳米结构的表现性和确定性的磁硬化提供了直接证据，同时我们的实验方 法可以对应变引起的磁性变化进行定量化的局部测量。DOI：10.1038/s41467-023-39650-8原文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-023-39650-809  研究成果九题目：Novel Method for Image-Based Quantified In Situ Transmission Electron Microscope Nanoindentation with High Spatial and Temporal Resolutions期刊：Micromachines相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：近几十年来，基于微机电系统(MEMS)的原位 TEM 力学样品台发展迅速。然而，基于图 像的定量化 MEMS 力学样品台的效果受到时间和空间分辨的限制。本文以原位 TEM 纳米压痕 为例，开发了一种基于图像的高时空分辨率定量原位 TEM 力学测试新方法。基于图像的 MEMS 机械结构受到空间和时间分辨率之间的权衡。将参考梁引入到压痕-样品区域的附近。 通过将压头、样品和参考梁排列在微米大小的区域内，可以从三个组件上标记物的相对运动中 直接动态地获得压痕深度和载荷，同时在相对较高的放大倍率下观察压痕过程。在整个过程 中，不涉及观察区域的改变。因此，不会遗漏任何变形事件，可以显著提高量化数据的采集率。DOI：10.3390/mi14091708原文链接：https://www.mdpi.com/2072-666X/14/9/170810  研究成果十题目：Hydrogen embrittlement prompt fracture in Ni-based single crystal superalloy期刊：Journal of Materials Research and Technology 相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：氢燃料和氢混合动力飞机发动机是航空工业发展的新趋势。镍基单晶高温合金是最常用 的发动机材料，其氢脆性能亟待研究。本文研究了第二代镍基单晶高温合金经电化学预充氢处 理后的氢脆行为及其断裂机理。高温合金表现出极大的氢脆易感性，以及强度和延展性降低。 在充氢试样中，断口表面出现大量微孔和裂纹，最终导致脆性和最终开裂。随着充氢量的增 加，试样中观察到更多的位错、层错和 DSBs。通过透射电镜原位环境研究发现，氢致微孔首 先在 γ/γ′界面形成，然后扩展到 γ′相，最终导致开裂。氢降低了 γ′相和 γ′相之间的内聚强度， 加速了裂纹沿孔洞的扩展。镍基单晶高温合金的氢脆断裂是由于氢致裂过程中氢增强的局部塑 性、应变诱导空位和脱黏的协同作用所致。DOI：10.1016/j.jmrt.2023.06.088原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S223878542301336411  研究成果十一题目：In Situ Atomic-Scale Evidence of Unconventional Plastic Behavior at The Crack Tip in AuCu Nanocrystals期刊：Advanced Functional Materials相关产品：Bestron-MEMS芯片加热/拉伸样品杆 摘要：理解裂纹尖端的塑性行为对提高纳米金属的断裂韧性至关重要，但以往的研究大多集中 在纯金属上。由于缺乏直接的原子尺度证据，目前尚不清楚裂纹尖端如何适应高浓度固溶合金 的塑性变形。在本研究中，对面心立方 AuCu 合金纳米晶裂纹尖端的原子尺度塑性行为进行了 原位观察，提供了直接证据，证明塑性变形是由变形孪晶和六方密堆积(HCP) 2H 和 4H 相的产 生、可逆的 FCC-HCP 相变和去孪晶所控制的，而这在纯金属中很少观察到。这种不寻常的行 为源于 AuCu 合金固有的化学不均匀性，它通过相邻平面上的部分位错抑制孪晶增厚，而不是 随机产生变形孪晶、相变和可逆过程。这自然意味着在其他高浓度固溶合金(包括高中熵合金) 的裂纹尖端也有类似的行为。本研究极大地提高了对金属材料断裂韧性的理解。DOI：10.1002/adfm.202305636原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.20230563612  研究成果十二题目：FIB-shield: a structure to safely transfer and precisely mount beam-sensitive TEM specimens under focused ion beam期刊：Physica Scripta相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：近几十年来，聚焦离子束系统被广泛应用于透射电镜样品制备。然而，在样品的转移和 固定过程中的离子束辐照和再沉积引起的损伤无法有效避免，限制了 FIB 在离子束敏感样品中的应用。本文设计并制造了一种掩体结构，大大减少了样品传输过程、Ga 离子束成像过程， 铣削过程以及 Pt 沉积过程所产生的损坏和污染。实现了离子束敏感材料的原位 TEM 纳米压痕 样品的几乎无损伤转移和精确固定。通过实验验证了屏蔽板在 Ga 离子束成像和铣削过程中阻挡 Ga 离子辐射损伤的有效性，以及缓冲区在 Pt 沉积过程中减轻溅射损伤的有效性。DOI：10.1088/1402-4896/ad0c18原文链接：https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1402-4896/ad0c1813  研究成果十三题目：Microstructure and oxidation of NiCr alloys studied by analytical in situ environmental TEM期刊：Corrosion Science相关产品：摘要：本论文系统地研究了 Cr 含量为 10~50 at%的 NiCr 合金从块体材料到原子尺度的显微组 织和氧化性能。采用原位环境透射电镜分析了不同 Cr 含量的 NiCr 合金的氧化机理。在含 Cr 量为 10 at%的合金中，NiO/NiCr2O4 氧化物孔隙率的增加严重降低了合金的抗氧化性，而在 Cr 含量为 20~40 at%的合金中，NiO/NiCr2O4 氧化物的生长受到抑制，因此具有较好的抗氧化性。 Cr 含量 50 at%合金的 FCC/BCC 具有双相结构导致其短路氧化，耐蚀性较差。DOI：10.1016/j.corsci.2023.111525原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X2300567X14  研究成果十四题目：Super Strengthening Nano-Polycrystalline Diamond through Grain Boundary Thinning 期刊：Advanced Functional Materials相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：在金刚石中引入纳米结构来合成性能优异的超硬材料是非常具有吸引力的研究方向。然 而，随着晶粒尺寸减小到纳米级，晶界效应在纳米多晶金刚石(NPD)中变得复杂但至关重要， 这给金刚石纳米结构的制备带来了极大的挑战。本文将原子模拟与实验相结合，论证在烧结 NPD 引入薄非晶晶界(AGB)的强化策略。在烧结过程中，在前驱体中加入少量富勒烯可以显著减少金刚石纳米晶中破碎的非晶状纳米畴，从而形成薄的 AGB。这种烧结 NPD 硬度和断裂韧 性显著增强，超过单晶金刚石。这些原子模拟结果表明，在应变作用下，NPD 的塑性变形、 裂纹的萌生和扩展与 AGB 的厚度有关，而较薄的 AGB 可以减少裂纹的形核并阻止裂纹的扩 展，这很好地解释了实验结果。该研究表明，晶界调制为合理设计具有理想高强度的高性能超 硬材料提供了一种有希望的方法。DOI：10.1002/adfm.202214696原文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/adfm.20221469615  研究成果十五题目：Inherent and multiple strain hardening imparting synergistic ultrahigh strength and ductility in a low stacking faulted heterogeneous high-entropy alloy 期刊：Acta Materialia相关产品：Bestron-INSTEMS（力&热&电双倾原位实验系统）摘要：高屈服强度和延展性的合金可以有效降低零部件重量，节约能源和提高结构可靠性，具 有很大的引用潜力。然而，强度的提高通常是以延展性的牺牲为代价，这通常被称为金属合金 的强度-延性权衡。在本工作中，我们研究了一种在 FCC 结构的 CoCrFeNiMn 高熵合金中使用 非均匀晶粒尺寸结构和降低层错能的策略，以克服这种权衡的局限性。通过这种方法，合金的 屈服强度为 980 MPa，抗拉强度为 1385 MPa，抗拉伸长率为 48%。这得益于异质变形诱导 (HDI)硬化、变形孪晶、Frank-Read 位错源和由这些组织引发的 Lomo-Cottrell 位错锁等多种机 制的协同应变硬化。这些微观变形机制通过原位细化位错的平均自由路径来帮助合金硬化。DOI：10.1016/j.actamat.2022.118516原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S135964542200893X?via%3DihubCONTACT US 百实创（北京）科技有限公司Bestron(Beijing) Science and Technology Co., Ltd.地址：北京市经济技术开发区经海五路1号院29号楼9层Add: 9th Floor, Building 29, Yard 1, Jinghai Fifth Road, Economic-Technological Development Area, Beijing, China.Tel:00-86-010-67866979E-mail: info@bestronst.comwww.bestronst.com     （ 扫一扫 关注我们获取更多信息）

近日，北京工业大学韩晓东教授团队在~2nm银纳米晶变形机制的研究中取得重要进展。成果发表在国际顶级期刊ACS Nano上，题目为：In Situ Atomic-Scale Quantitative Evidence of Plastic Activities Resulting in Reparable Deformation in Ultrasmall-Sized Ag Nanocrystals。北京工业大学为第一通讯单位。通讯作者为北京工业大学韩晓东教授，王立华教授，毛圣成教授，翟亚迪博士。北京工业大学材料科学与工程学院李东伟博士为本文第一作者。超细纳米金属材料在微/纳米机电器件和柔性器件中有广泛应用。在实际应用中，金属纳米材料经常处于应变/应力下，这会影响其结构和功能的稳定性。以往的研究表明纯金属中的塑性变形（如相变，层错以及孪晶等）会导致材料永久性的结构改变。当应力卸载后，这些塑性变形导致的结构变化在不加外力和热的情况下是不可恢复的。有一些分子动力学模拟计算预测面心立方结构（fcc）金属纳米材料中的变形孪晶在应力卸载后恢复，但是缺乏直接实验证据的支持。由于之前报道的原位实验都是基于尺寸大于几十纳米的金属，当纳米金属材料尺寸降低至~ 5nm以后， fcc纯金属中的塑性变形（相变，层错、孪晶等）能否在卸载后恢复？其相应的塑性变形机制又是怎样的？北京工业大学韩晓东教授、王立华教授团队在透射电子显微镜中实现了对~2nm银纳米晶变形过程的原子尺度原位动态观测。通过实验，发现当Ag纳米晶尺寸降低至~2nm尺度时，其变形方式为fcc−hcp相变、随机分布的层错和孪晶。该发现不同于人们之前认识的小尺寸金属（如尺寸几十个纳米以上）变形方式主要为全为错与偏位错/孪晶不同。更重要的是，应力释放后这些塑性变形均为可恢复。本研究首次利用原子尺度实验证实，当Ag尺寸降低至~2nm时，塑性变形能够在应力释放后恢复。这一发现，打破了过去对可恢复塑性变形仅能在记忆合金中进行的固有认识，拓展了对纯金属材料变形机制的认识。通过实验与理论计算结合，小尺寸纳米金属中hcp相变、孪晶出现的概率主要是依赖于相变能垒与孪晶之间的能量势垒比（ΔγH/ΔγT）来预测。而对于尺寸较大的金属材料（如尺寸几十个纳米以上），其变形方式主要为全为错与偏位错/孪晶之间的竞争，全位错与孪晶出现的概率主要依赖于金属的层错能与孪晶形核的能量势垒比值预测。图1. 银纳米晶体变形模式的定量分析。(a-d)银纳米晶体中由变形引起的层错、纳米孪晶和hcp相的TEM图像。(e)对242个银纳米晶体进行分析后，不同变形模式的统计图。(f)诱发不同塑性变形模式所需的弹性应变/应力。图2. 可恢复fcc-hcp相变的原位原子尺度观察。图3. 可恢复fcc-hcp相变的原子尺度原位观察。(a-d)hcp相变的原位观察，hcp相转变为纳米孪晶fcc结构。(e-j)原子尺度可恢复fcc-hcp相变的示意图。图4. 可恢复层错的产生和相应应变图的原位原子尺度观察。(a-c)银纳米晶体中三个层错的产生(红色箭头所示)。(d,e)卸载后三个层错的恢复。(f-i)层错产生和卸载恢复的另一个例子。(j-m)对应于(f-i)的拉伸应变()图。图5. 可恢复层错和变形孪晶的原位原子尺度观察。图6. fcc纳米晶体的分子动力学模拟。(a)原子模型展示了银纳米晶体的三种变形模式。(b)银纳米晶中孪晶、hcp相和独立层错形成的能量曲线。(c)不同fcc纳米晶体的fcc-hcp转变和变形孪晶之间的能量势垒比。综上，本研究发现当Ag尺寸降低至~5nm之后，fcc−hcp相变成为一个常见的变形方式；而且这些相变，偏位错产生的孪晶，层错在在应力卸载后可恢复。本研究表明小尺寸fcc金属的变形机制，可以通过hcp相变和孪晶形核的能量势垒比值（ΔγH/ΔγT）预测。拓宽了小尺度纯金属材料变形行为的认识，能够更加全面了解纯金属的变形机制。该项成果得到了科技部重点研发计划、北京高校卓越青年科学家计划、国家自然基金委基础科学中心、科技部创新领军人才等项目支持。本文中研究团队采用的是北京工业大学韩晓东教授团队原创的原位双倾力学样品杆。韩晓东教授团队在张泽院士带领下，发展了一系列原创的透射电镜原位样品杆，可实现单场以及多场（包括力、热、电以及多场耦合）环境下材料结构演化过程的原子层次观测。该技术目前已产业化：由百实创（北京）科技有限公司生产，为国产仪器加油。论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c05808 本文章转载自中国电镜网 原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/2HYC80nqJMqJTB2JSSBZCQ

中国电子显微镜学会、仪器信息网联合报道 2022年3月5-7日，“中国电子显微镜学会第十一届常务理事会第一次会议”在海南陵水成功举办。为进一步增进交流，会议也同期举办了“常务理事会与仪器公司新仪器、新技术交流会”、“球差校正透射电子显微镜新技术及应用研讨会”等。畅谈当下，展望未来——会议期间，中国电子显微镜学会联合仪器信息网现场随机采访了13位电子显微学专家、厂商代表，请其围绕对各自领域电子显微学的发展进程、未来的展望、中国电镜产业化发展等话题分别进行了畅谈。下面是对李海鑫先生(百实创（北京）科技有限公司 总经理)的现场采访视频，以飨读者：

2020年11月22-24日，由中国电子显微镜学会主办的“2020年全国电子显微学学术年会”在成都盛大召开。为庆祝中国电子显微镜学会成立四十周年，本届年会的主题是“显微学激发新希望”。回顾四十年发展历程，电子显微学的研究领域至今已遍及各个学科，国际前沿的球差校正透射电镜安装已经超过160台，疫情之下，低温冷冻电镜及时解析了病毒突刺蛋白结构，为研制新冠疫苗和治疗药物提供了依据。回望过去，寄语未来。会议现场，中国电子显微镜学会携手仪器信息网随机采访9位专家、厂商代表，请其围绕“中国电子显微镜学会成立四十周年”，分别谈了各自与电子显微学的结缘故事以及他们眼中中国电镜事业的不断发展。以下是对百实创（北京）科技有限公司执行董事荆亦仁的现场采访视频：附：关于百实创（北京）科技有限公司百实创（北京）科技有限公司坐落于北京市亦庄经济技术开发区高新技术企业孵化基地汇龙森科技园，公司致力于围绕国家科技创新发展战略，依托高校及科研院所先进仪器研究项目，开展以原位电子显微学为主的，具有战略性、前瞻性、创新性的科技成果转化，实现尖端技术产业化。为了提高产品品质及可靠性，公司不断努力建立健全生产及运营管理体系规范，积极筹建ISO9001质量管理体系，部分产品已成功申请CE认证。公司秉承“探索”、“发现”、“创新”、“共享” 的科研理念和“客户至上”的经营理念，立志成为具有世界影响力的先进科学仪器装备制造商。本着“互惠互利，资源共享”的经营原则，公司欢迎与各界学者，领军人才及科研团队深化交流，积极开展创新型科技成果转化项目合作，共同推进高端科研装备国产化进程，助力中国实现科技强国的伟大梦想。

2020年9月16日，2020（第十四届）中国科学仪器发展年会（ACCSI2020）之“仪器风云榜颁奖盛典”现场颁发2019科学仪器“优秀新品奖”，22台仪器新品获此殊荣。 中科院高能物理所刘术林研究员、北京矿冶研究总院冯先进研究员、南开大学邵学广教授、中国分析测试协会标记免疫分析专业委员会主任委员颜光涛教授作为颁奖嘉宾为2019科学仪器“优秀新品奖”获奖代表颁发了奖项。百实创（北京）科技有限公司新品INSTEMS系列“透射电子显微镜原位-原子尺度双倾力热电集成系统”凭借其独特技术优势及先进性，荣膺奖项。截止2019年12月31日，“2019年度科学仪器优秀新产品”评选活动共有311家国内外仪器厂商申报了702台2019年上市的仪器新品，由仪器信息网新品评审组依据创新点、市场前景、用户评价等维度进行初评，最终，196台仪器入围，79台仪器获得年度“提名奖”，22台仪器获得2019年度“优秀新品奖”，获奖率约3%。填补了国际空白，达到世界领先水平专家评审委员会对百实创获得“优秀新品奖”的透射电子显微镜原位-原子尺度双倾力热电集成系统点评如下：独特创新的MEMS微型实验台（Mini lab）以及与之相匹配的的双轴倾转结构设计，INSTEMS系列产品完美融合了多场耦合施加和双轴倾转功能，可实现1200℃高温应力耦合场下材料显微结构演化的原子层次原位研究，创新性强。相较于类似产品，本产品整体集成和优化做得较好，适用广泛，应用性强，填补了国际空白，达到世界领先水平。2020年5月20日，科学仪器“优秀新品奖”在线发布盛典召开，首次云端揭晓了2019年度科学仪器“优秀新品奖”获奖名单，盛典上，百实创（北京）科技有限公司总经理李海鑫还做了获奖感言。INSTEMS系列“透射电镜原位原子尺度双倾力热电集成系统”INSTEMS系列“透射电镜原位原子尺度双倾力热电集成系统”是百实创高校科技成果转化的主要科技成果之一，仪器所能实现的功能国际唯一，解决了多项卡脖子的技术难题，具有完全自主知识产权，并在中国、美国、日本等多个国家完成了专利布局，真正做到了“中国科技，世界首创”。该项技术成果的成功转化，为我国先进高温合金、高性能钛合金等若干战略材料的疲劳、蠕变力学性能与显微结构间关系研究，提供了不可或缺的高端科学研究仪器。现已应用于我国镍基单晶高温合金等高温结构材料的开发研究。基于透射电子显微镜的INSTEMS系列原子层次原位研究系统    材料的力学、电学、催化等性能由其微纳至原子层次的显微结构决定，在透射电子显微镜中对材料施加力学、电学、热学等单一或耦合外场，模拟材料的使役环境，在原子层次原位分析其结构-性能相关性，将为高性能新材料开发提供重要实验和理论支撑。百实创开发INSTEMS系列基于透射电子显微镜的原子层次原位研究系统，具有分辨率高、功能全面、应用广泛、质量可靠、售后高效、具有国际自主知识产权等优势。开发的原子层次原位研究系统及配套的热漂移、力漂移消除技术，可以对样品施加高达4GPa应力和1200℃高温的力热耦合条件，在可定制的电流电压加载范围基础上进行高分辨电学信号测量（100nV、1pA*），同时在原子层次观察和分析样品内的显微结构演化规律，该仪器所实现的空间分辨率比国际同类产品高1个数量级以上、温度高600℃以上；开发的功能齐全的原子层次原位研究系统，涵盖力、热、电单一外场及耦合场，满足科研人员的丰富需求，也可以根据客户需求进行个性化定制。所有产品已在合作高校进行为期5年的优化测试，质量可靠。INSTEMS系列产品可应用于不同类型的结构和功能材料，可针对多种维度的材料进行精细化研究，包括纳米线、纳米管、薄膜和块体材料；可应用于钛合金、高温合金、陶瓷、耐火材料等结构材料，亦可应用于压电材料、铁电材料、传感器、锂电池、热电材料等功能材料。INSTEMS系列产品可应用于在原子层次解析力学、热学、电学领域的关键科学难题，包括：复杂外场环境下的材料的强韧化、断裂时效、蠕变、疲劳等力学问题中的缺陷运动、元素扩散、相变等微观机理；基于塞贝克系数、伏安特性曲线、电阻-温度变化曲线等定量化的热电性能参数测试，INSTEMS系列产品同样适用于进行热电材料、半导体材料、相变材料、电池可靠性等方面的科学研究。利用透射电镜中原位原子尺度拉伸/压缩技术，研究人员可实现在应力作用下对材料的弹塑性变形、疲劳、断裂等过程中位错形成和运动以及孪晶，晶界运动等显微结构演变的原子层次原位研究，进而揭示材料原子尺度微观结构及其与性能相关性。相关研究成果发表在Nat.Commun.，Phys. Rev. Lett.，Nano Lett.，Acta Mater.， Sci. Rep.等国际知名期刊。在这项研究中，研究人员利用TEM原位拉伸技术，实现了对面心立方纳米金属材料塑性变形的原子层次研究，发现了一种全新的孪晶形成过程及机制。Nat. Comm. 8 (2017), 2142. 在这项研究中，研究人员利用TEM原位拉伸技术，从原子层次研究了纳米多孔金的韧性断裂过程，提出了一种新的提高纳米多孔结构材料强度和韧性的机制。Acta Mater. 165(2019), 99-108.在这项研究中，研究人员利用TEM原位拉伸技术，在异质结构材料中实现了对位错与界面的相互作用及其动力学的系统研究，进而为如何设计异质结构以提高材料的强度等力学性能提供了理论依据。MATER. RES. LETT. 2019, 7:9, 376-382.

科研机构、高等院校是我国科研成果的主要出产地，但是成果转化率不高。而企业往往能在科技成果实现“落地开花”的过程中发挥重要作用，为产学研协同发展提供有效助力。百实创（北京）科技有限公司（以下简称：百实创）便是致力科技成果转化中的一家企业。2018年11月注册成立，百实创依托高校及科研院所先进仪器研究项目，开展以原位电子显微学为主的科技成果转化。目前，公司承接的国家重大仪器专项之一“针对若干国家战略需求材料使役条件下性能与显微结构间关系的原位研究系统”项目已率先实现了科技成果产业转化。近日，仪器信息网编辑有幸采访了百实创执行董事荆亦仁，就公司的科技成果产业化之路展开了交流。百实创执行董事荆亦仁国内电镜领域缺的并不是原创技术进入电镜领域十余年，曾历任FEI公司/赛默飞公司材料结构部门中国区总经理以及全球副总裁兼亚太区总经理，荆亦仁目睹了中国电镜事业的发展历程。“感受到国内电镜的市场规模和科技水平从追赶世界一流到成为世界一流的进步，我一直在想，除了把最新、最好的技术和产品介绍到国外，我还能为中国电镜市场的发展做些什么？对于个人价值或成就感来说，除了业务上数字的增长以外，我还能在哪些方面体验？”带着这些问题，荆亦仁在与众多科学家、政府机构人员以及投资人等的交流中渐渐发现，中国并不缺少原创电镜技术，但是这些技术往往只停留在实验室，并没有实现产业化。目前，中国电镜领域方兴未艾，而电镜技术高度集中在全球少数几家企业。“这些龙头企业当然有很多好的技术，也针对中国市场做了一些本土化改进，但是中国在很多方面已经达到世界领先，对于国外的电镜厂商来说，一些电镜技术需求也成了挑战。”荆亦仁说到。由张泽院士负责的国家重大科研仪器研制项目“针对若干国家战略需求材料使役条件下性能与显微结构间关系的原位研究系统”，历经5年时间，成功研制了国际领先水平的原位纳米/原子尺度高温力学研究系统。“国家投入了很多人力物力做这项研究，如果能进一步落地生根，就可以让更多的国内同行用上。带着这样一个梦想，我会同一批志同道合的朋友，共同创建了百实创公司。”荆亦仁讲到。百实创目前，百实创已成功实现该项目的成果转化，正式推出了“INSTEMS系列透射电镜用原位原子尺度双轴倾转力、热、电一体化解决方案”。该系列产品的MEMS芯片以及与之相匹配的微驱动系统，保证了样品在透射电镜毫米尺度空间内实现力场与热场或电场耦合加载条件下，同时具备大角度正交双轴倾转功能，进而实现在多场耦合加载下材料原子尺度显微结构及其性能演化的原位观察与记录，极大的扩展了透射电子显微镜在材料科学原位研究领域的应用。通过知识产权转让，百实创已拥有包括原位原子尺度力热电系统在内的中国、美国、日本等多个国家的发明专利十余项，相关产品具有完全独立的自主知识产权，真正做到了“中国科技，世界首创”。科技成果产业化之路，任重而道远很多仪器在实验室可以工作，但往往欠缺工业化的可靠性、重复性和便捷性。对于实验室条件下的原型机而言，并不需要考虑产品是否可以重复使用，下一个产品是否完全同样的标准，客户使用是否简便，以及产品的市场推广等，而这些问题却是产业化过程中必须要想到的。“一个原型技术转化到真正成熟的工业化产品，中间有很长的一条路要走。”荆亦仁说到。对于高科技企业，人才和技术是两大核心要素。自百实创成立以来，就倾力打造了一支完善的，覆盖设计开发、工艺控制、生产制造、质量控制、供应链管理、市场营销等全流程运营管理的专业团队。“相较于一般的工业设备，科研用仪器设备的产品标准和质量要求更高，所以百实创从一开始就非常注重质量、生产和供应商的管理，以确保产品可靠性及质量稳定性。”荆亦仁说到。众所周知，由于样品受透射电镜高能电子束辐照，不可避免的会产生X射线。据了解，在样品杆制造行业尚未对X射线泄露有严格的执行标准和要求。考虑到用户使用安全性，百实创设计了极端的使用环境并对X射线泄露进行反复测试，测试结果远远优于安全值，确保用户使用安心。“当时，赛默飞注意到我们所承接项目的技术，想拓展自身电镜的功能，和我们签订了战略合作协议。之后，赛默飞对我们的最终产品进行了质量、安全、环保等方面的整体的认证，结果，所有的指标都达到或超过赛默飞本厂产品的要求。”荆亦仁提到。为了进一步提高产品安全及可靠性，百实创不断努力建立健全质量管理体系。目前，百实创的INSTEMS系列产品已通过欧盟CE认证。“在科技成果转化方面，百实创持开放的态度。公司欢迎与国内各界学者，领军人才及科研团队深化交流，积极开展创新型科技成果转化项目合作，推进中国原创的高端科研仪器产业化进程，共同助力中国实现科技强国的梦想。”荆亦仁补充说到。针对客户痛点推出创新服务模式针对客户对于产品可靠性方面的痛点，公司对产品提出了三年质保的承诺。“有客户问换一个前面的加热芯片要多少钱，我说正常情况下为什么要换。作为INSTEMS系列产品的核心器件之一，百实创的MEMS芯片具有独特的结构设计，并采用特殊材料，大幅提高了MEMS芯片高温下的有效寿命，在高温应力实验条件下，可多次长期使用。相较于传统一次性使用的MEMS芯片，极大的降低了实验成本。”荆亦仁讲到。原位样品杆作为本土企业，百实创不仅带来先进的技术满足客户应用方面需求，还推出了具有创新的售后服务模式。“我们采用更换的服务模式，如果客户原来的产品遇到问题，公司会马上安排一个同型号产品给客户免费使用，待客户原来的产品返厂维修好并全部检验完毕后再返还给客户，以最大程度的提高客户仪器使用效率。”百实创的供应链基本在国内，有商务流通的节省。“本土企业有成本和服务上的优势，我们必须将这些方面到反馈到客户。”荆亦仁继续讲到，“国外厂商的售后服务价格及其反应速度一直被诟病，我是深有感受的。百实创的售后服务体系都是本地化的，就比较灵活，可以针对客户的不同情况来解决问题，让客户能够用的开心。”此外，国内老师经费落实的程序，不同学校可能都不一样，进口企业很难配合这个流程。百实创作为本土企业可以采取灵活变通的方式来配合，把客户这方面的痛点解决好，让客户用的顺心。围绕电子显微学及周边技术拓展产品科研仪器的研发，尤其是高端科研仪器，从技术开发到产品上市需要经历漫长的周期，所以企业的发展要有长远的战略布局。不仅需要有产品在市场，还要有技术在储备，同时也要有新品在研发，百实创亦是如此。原位样品杆是基础，针对不同机型、不同应用的产品在不断开发中，未来产品可能完全脱型于目前的产品领域，但还是围绕电子显微学及周边技术。“国内已经有不少电镜的周边产品，我们可能更集中在直接落实到电镜上的产品，可以与电镜以各种形式连起来的技术。随着与电镜厂商合作的不断深入，相信在不久的将来，我们的产品将与客户的电镜实现一体化操作，请大家拭目以待。”荆亦仁说到。“业务增长是必须的，更重要的是我们自身的价值。因此我们会立足比较高端的一些技术，不一定每个都是首创的，但是必须是高端的，能够真正在这个行业里有一定的影响力。我们要提供客户缺少的特点和价值，而不只是让客户多了一个选择。”谈到产品的市场，荆亦仁说到，“中国市场仍在蓬勃发展，专家学者们需要这样一些独具特色的电镜技术，给科学研究提供更多的手段，所以国内市场的拓展我们非常有信心。另外，我们也开始参与一些国际上的交流，我相信我们的技术不仅能很快在中国‘开花’，还会走向世界。”后记：成果转化是国家的一个战略，科学研究界也是非常希望更多的成果能够转化。对于想进入这个行业的人，荆亦仁谈了自己的几个观点。一是要找到有战略眼光的投资人；二是运营人必须要有职业精神，在转化及市场推广等过程中要兢兢业业，不能急功近利；三是公司起点要高，不能只看国产化便宜，然后用价格去占领市场，因为客户看的不只是价格方面。

一、百实创服务的意义：售后服务并非一笔生意成交后的终点，而是企业与用户建立长久关系的起点，百实创不仅要为每一件产品的质量负责，同时也要为每一位用户的“信任”。为每一件产品提供绝佳的保障措施和人性化的售后处理方案之外，还要为每一位用户提供优质的一体化服务体系，为用户提供国内外前所未有的最细致化、贴心化的服务体验！其服务内容为：售前服务、售中服务和售后服务。 售前服务：私人订制，INSTEMS系列为用户提供了7种原位TEM实验平台，可满足不同种实验需求，进而提高实验效率，以实现产品需求化定制。 免费试用，产品为新品时期特别开通免费试用通道，更便于用户对产品性能的了解和使用方法，进而减少操作成本，增加实验精力。 多维关注，用户发起问题后将由产品、技术、工程、售后等，多维集于一体的服务标准为用户提供快速、及时、专业、全面的问题反馈，以最大程度降低沟通成本。                       售中服务：上门安装，百实创采取货随人到的服务原则，每位安装工程师都由总部派遣，在保证产品完好无损情况下做到准时、周到、满意。 指导操作，用户收到产品后，将由专业的工程师免费进行为期1-2天的上门指导并陪同操作，帮助用户以最快的速度熟练应用本产品。  售后服务： 售后流程：服务细则：1、预约更换：为最大程度保障用户的使用需求，在产品维修期间我司将免费提供同型号原厂产品备用，保证用户的正常实验、测试需求的特殊服务2、延保服务：样品杆极其控制系统非人为损坏质保3年3、定期培训：定期举办义务培训活动也可根据用户需求提供上门或远程培训4、学会讨论：内部将定期组织学术研讨会，依据现下最新题材邀请业内专家展开研讨5、软件更新：软件操作系统将会定期更新迭代，以保证系统运作流畅、便捷  二、服务理念：我们重视每一位用户的产品体验；我们重视每一位用户的问题反馈；我们重视每一位用户的建议需求！为此，我们将以最专业的业务标准、最真诚的服务态度、最快速的解决方案，让您没有后顾之忧，让服务没有距离、让满意随手可得！ 三、服务态度：急用户之所急、需用户之所需、想用户之所想、成用户之所成。