当我们在扫描电子显微镜下观察材料时，首先映入眼帘的往往是一幅黑白灰构成的图像。没有色彩，却层次分明，没有宏观参照，却细节丰富。对于初次接触的人来说，这种“黑白世界”似乎缺少直观信息，但在材料科学与微观分析领域，这种灰度图像恰恰是高度凝练的物理表达形式。扫描电镜所呈现的每一处明暗变化，背后都对应着电子与物质相互作用的客观规律。只要理解成像机理与信号来源，黑白影像不仅不单调，反而能够揭示材料成分差异、结构特征以及动态演变过程。扫描电子显微镜的核心在于电子束与样品之间的相互作用。当...

塑性晶体因其可逆的有序-无序相变特性，在热能管理领域展现出巨大的应用潜力，特别是在固态热能存储与调节方面具有显著优势。这类材料主要由可旋转的分子或离子组成，通过大范围的潜热吸收与释放来实现高效的热量管理。然而在实际应用中，塑性晶体普遍面临严重的过冷现象，这一瓶颈直接限制了储能系统在环境温度波动时及时释放热能的效率。由于分子独特的动力学特性，它们在低温下往往难以克服高能量壁垒以完成从旋转无序态向高度有序晶态的转变，导致相变滞后严重，极大地削弱了材料的热管理性能和实用价值。目前的...

原位样品杆技术的出现打破了传统电子显微镜观察的局限，使科研人员能够在原子尺度下实时‘拍摄’材料的物理化学反应电影。电子显微镜技术的诞生极大地拓展了人类认知的边界，使我们能够以原子级的分辨率观察微观世界。然而，传统的电子显微镜观察长期受限于高真空和静态环境，科学家们往往只能获得材料在反应前后的“尸检”图像，而无法洞悉材料在真实服役条件下的动态演变过程。原位样品杆（In-situSampleHolder）技术的出现打破了这一僵局，它将微型实验室集成在电子显微镜的顶端，使科研人员能...

扫描电镜带能谱仪是进行微区元素定量分析的重要工具。其分析基于测量样品受电子束激发产生的特征X射线，并通过特定的物理模型与数学方法，将测得的X射线强度转换为元素的浓度信息。该过程需严谨控制实验条件并进行系统校正，以获取可靠的分析结果。一、基本原理与数据获取当扫描电镜的高能电子束轰击样品微小区域时，会激发样品原子内壳层电子，产生特征X射线。不同元素发射的X射线具有特定的能量值。能谱仪探测并记录这些X射线，形成以X射线能量为横坐标、强度为纵坐标的能谱图。谱图中的特征峰对应样品中所含...

二维过渡金属碳化物或氮化物（MXenes）凭借其独特的层状结构、可调控的表面基团以及优异的化学组成，在能源存储、电磁屏蔽、催化及生物医药等领域展现出巨大的应用潜力。尽管研究前景广阔，但MXene材料在实际应用中仍面临诸多固有挑战，例如层间重叠、环境稳定性差、容量受限以及表面活性基团引发的寄生反应等。为了克服这些局限性并开发新特性，研究人员开始关注MXene衍生材料，特别是通过氮取代碳工程制备的2D过渡金属氮化物。这些衍生物在保留原有骨架完整性的基础上，展现出更优异的本征电导率...

金属材料疲劳并不是一个新概念，但它长期以来之所以被认为“隐蔽”，并非因为机理本身不可理解，而在于其演化过程往往发生在结构外观保持完好的情况下。在工程实践中，金属构件在远低于其屈服强度甚至抗拉强度的循环载荷作用下，经过足够多的载荷循环后仍可能发生断裂，这一事实已经被大量实验与工程案例所反复验证。疲劳失效的危险性并不主要体现在单次载荷的破坏能力，而在于微小、重复的应力波动在材料内部逐渐积累，最终跨越某个不可逆的临界状态。正因如此，金属疲劳问题在航空航天、轨道交通、能源装备以及精密...

在我们的日常生活中，材料的失效往往来得突然，且在发生之前并不总是显露出明显征兆。很多人或许都有过这样的体验：反复弯折一枚回形针，最初几次它看起来仍然坚韧如初，但在某一次弯折时，却突然发生断裂。这一看似简单的现象，实际上正是材料疲劳的典型表现。在更为复杂和严苛的工程环境中，从桥梁结构中的钢索，到航空发动机中的叶片，再到精密仪器的关键零部件，材料的疲劳损伤与裂纹扩展始终是工程安全中必须重点关注的问题。人们不禁会产生疑问：为何材料会在远低于其静态强度极限的条件下发生断裂？那些最终导...

物联网与5G等高频通信技术的快速发展，对低成本、环保且具有低介电性能的射频基板提出了迫切需求，尤其是在Sub-6GHz频段的一次性应用场景，如微医疗设备、物流追踪、智能包装中，基板需兼顾介电稳定性、机械性能、印刷适应性与环境友好性。纤维素作为地球上储量丰富的天然聚合物，具有成本低廉、可降解、处置方式多样的天然优势，成为替代传统石油基聚合物的理想候选——后者虽介电性能优异，但环保性不足，难以支撑一次性应用。传统纤维素基材料存在显著技术瓶颈：天然纤维素介电常数偏高，商用纸张为追求...