近日，上?？萍即髮W(xué)馬延航教授和Osamu Terasaki教授的AMR述評(píng)文章“Electron Microscopy of Nanoporous Crystals”在線發(fā)表。文章著重討論了利用電子顯微學(xué)方法對(duì)各類納米多孔材料（包括介孔硅、分子篩、金屬有機(jī)框架和共價(jià)有機(jī)框架材料）的結(jié)構(gòu)表征和解析，以及針對(duì)性的新方法開發(fā)，并總結(jié)了這類材料結(jié)構(gòu)解析中仍然面臨的一些挑戰(zhàn)和需求。
關(guān)鍵詞：納米多孔材料；電子顯微學(xué)；結(jié)構(gòu)解析 At the same time, electron has a negative charge e-. Therefore, it interacts strongly with matter. We can change the energy and control its direction and its illumination (parallel or convergent) through the Coulomb force or Lorentz force. Nonetheless, the dynamical effect can also be used in a positive way: the break of Friedel’s law can be used for handedness determination. The final goal for structure solution will be to obtain the positions of all atoms in the framework or a guest and to have information on the bonding state responsible for material functions/performances. 文章內(nèi)容簡(jiǎn)介 納米多孔材料由于其低密度、高比表面積的結(jié)構(gòu)特性而被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其結(jié)構(gòu)的精準(zhǔn)分析對(duì)于新材料的設(shè)計(jì)和新應(yīng)用的開發(fā)都具有重要意義。然而，由于難以合成高結(jié)晶性大單晶等挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的X射線衍射方法在很多情況下不再適用。電子與物質(zhì)具有強(qiáng)相互作用，電子顯微學(xué)方法在微晶結(jié)構(gòu)解析、微區(qū)結(jié)構(gòu)分析等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)。但同時(shí)，強(qiáng)相互作用也會(huì)帶來(lái)電子損傷、動(dòng)力學(xué)散射等影響，如何克服甚至利用這些影響去進(jìn)行進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)分析至關(guān)重要。近年來(lái)，隨著電子顯微學(xué)的不斷發(fā)展，包括三維電子衍射、低劑量高分辨成像等新型技術(shù)的出現(xiàn)，微晶結(jié)構(gòu)解析也獲得了空前發(fā)展。本篇綜述主要就本實(shí)驗(yàn)室在納米多孔材料（介孔硅、分子篩、金屬有機(jī)框架MOF和共價(jià)有機(jī)框架COF）的結(jié)構(gòu)表征和解析方面所做的部分工作進(jìn)行了總結(jié)和評(píng)述，包括針對(duì)這四類材料體系的原子結(jié)構(gòu)解析、局域結(jié)構(gòu)分析、手性確認(rèn)、新方法的開發(fā)等幾個(gè)方面。 圖1 納米多孔材料的電子顯微學(xué)研究 最后，我們還總結(jié)了目前納米多孔材料的電子顯微學(xué)研究中仍然面臨的一些挑戰(zhàn)，針對(duì)這些挑戰(zhàn)我們?nèi)匀患毙栝_發(fā)新的電子顯微學(xué)方法，以進(jìn)一步的揭示結(jié)構(gòu)信息，促進(jìn)材料發(fā)展。 NO.1 AMR：請(qǐng)問(wèn)您選擇該領(lǐng)域的初心是？ 作者團(tuán)隊(duì)： 進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，人們對(duì)能源、環(huán)境和生命健康越來(lái)越關(guān)注，對(duì)先進(jìn)功能材料的需求也越來(lái)越大。納米多孔材料由于具有大的比表面積、可調(diào)的孔徑、結(jié)構(gòu)多樣化等優(yōu)點(diǎn)，在吸附、分離、催化、儲(chǔ)能和醫(yī)藥等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。而原子或分子尺度精準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)解析對(duì)于新材料的設(shè)計(jì)和新應(yīng)用的開發(fā)都具有重要意義，因此，我們希望利用電子作為探針，探究納米多孔材料奇妙的微觀世界。 NO.2 AMR：請(qǐng)和大家分享一下這個(gè)領(lǐng)域可能會(huì)出現(xiàn)的研究機(jī)會(huì)！ 作者團(tuán)隊(duì)： 在基礎(chǔ)研究方面，由于很多納米多孔材料不耐電子束輻照，其原子尺度的精準(zhǔn)結(jié)構(gòu)分析和構(gòu)效關(guān)系研究仍面臨很大挑戰(zhàn)。因此，如何利用電子顯微學(xué)和其它表征手段對(duì)原子尺度的缺陷、負(fù)載的雜原子等精細(xì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，還需要持續(xù)的關(guān)注的研究。未來(lái)期待出現(xiàn)新的電子顯微學(xué)方法和技術(shù)，在多尺度和多維度獲得納米多孔材料的信息，為新材料的設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。 NO.3 AMR：您對(duì)該領(lǐng)域的發(fā)展有何愿景? 作者團(tuán)隊(duì)： 未來(lái)，希望該領(lǐng)域能夠吸引和培養(yǎng)更多的人才，利用電子顯微學(xué)手段獲得納米多孔材料更多更深層次的信息，幫助解決實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中遇到的難題，發(fā)揮出其巨大的應(yīng)用潛力。 作者團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介 上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 助理教授 馬延航 馬延航，上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院助理教授。2011年于上海交通大學(xué)獲學(xué)士學(xué)位，2016年于斯德哥爾摩大學(xué)獲博士學(xué)位，同年加入上?？萍即髮W(xué)任課題組長(zhǎng)，博士生導(dǎo)師。共發(fā)表文章60余篇，其中以通訊作者、第一作者或共同第一作者在Science, Nat. Mater., Nat. Commun., JACS, Angew. Chem. Int. Ed.等期刊發(fā)表文章10余篇，申請(qǐng)專利2項(xiàng)。擔(dān)任JACS等期刊的審稿人。主持或參與國(guó)家自然科學(xué)基金面上、重點(diǎn)項(xiàng)目、集成項(xiàng)目和重大儀器專項(xiàng)等。團(tuán)隊(duì)的研究方向包括1）電子顯微學(xué)新方法的開發(fā)；2）基于電子晶體學(xué)方法的原子結(jié)構(gòu)和缺陷等表征；3）原位電子晶體學(xué)。 上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 教授 Osamu Terasaki Osamu Terasaki，上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授，歐洲科學(xué)院院士，C?EM電鏡中心主任。1965年和1967年于日本Tohoku University獲得學(xué)士和碩士學(xué)位；1967-2003年，就職于Tohoku University；2003-2010年，擔(dān)任瑞典斯德哥爾摩大學(xué)結(jié)構(gòu)化學(xué)系主任；2009-2019年，被聘為韓國(guó)KAIST特聘教授；2014-2017年，任UC Berkeley訪問(wèn)教授；2015年至今，擔(dān)任上海科技大學(xué)高分辨電鏡中心主任。曾獲得中國(guó)政府友誼獎(jiǎng)（2003），國(guó)際分子篩Breck獎(jiǎng)（2007&2019）和Humboldt研究獎(jiǎng)（2008）。 上海科技大學(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 博士后 周毅 周毅博士，上科大物質(zhì)學(xué)院博士后。2020年于武漢大學(xué)獲得博士學(xué)位，導(dǎo)師為鄧鶴翔教授。博士期間在上?？萍即髮W(xué)交流訪問(wèn)，學(xué)習(xí)電子顯微學(xué)和電子晶體學(xué)。他目前的研究方向主要是MOFs/COFs/Zeolites的電子顯微學(xué)表征和研究。 上?？萍即髮W(xué)物質(zhì)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 博士研究生 董卓雅 董卓雅，上科大物質(zhì)學(xué)院博士研究生，2018年于華東理工大學(xué)獲得學(xué)士學(xué)位，目前研究方向主要為電子晶體學(xué)和高分辨電子顯微學(xué)。
