2025年3月13日(周四),位于杭州的西湖大学云谷校区E10-205教室内座无虚席。由西湖大学物质科学公共实验平台主办的主题讲座“RISE系统多模态联用介绍”以表征新手段吸引各个领域的科研人员到场参与,现场互动频繁,气氛热烈。该讲座围绕前沿科研与跨学科融合展开,重点解析了平台最新引进的RISE系统(SEM-Raman联用系统)在低维纳米材料、新能源、环境-生医及地质领域等应用方向,彰显SEM-Raman联用技术对多领域科研创新的关键支撑作用。

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讲座由西湖大学物质科学公共实验平台周桃飞博士主持,主讲人胡海龙博士围绕RISE系统的应用领域进行了详细讲解。

一、低维纳米材料研究核心技术解析
胡海龙博士深入阐述了RISE系统在低维纳米材料领域的关键作用。该系统通过拉曼光谱及成像技术,解析化学气相沉积(CVD)法制备石墨烯的生长动力学与缺陷分布机制,并结合高分辨共聚焦拉曼成像定量分析其晶格取向、应变梯度和缺陷密度,揭示低表面能Wulff异质结界面的形成规律。针对二维材料MoS₂/WS₂异质结构,在RISE支持下,实现了单层片层数与晶界角度的精准测量和重构,进一步通过拉曼成像-扫描电镜(SEM)联用技术耦合纳米管的电子显微形貌、径向分布及振动模态数据。此外,RISE系统的多光谱-X射线能谱仪(EDS)联用功能显著提升了烧结陶瓷SiC材料相组成分析精度,同步获取微观组织与晶型分布关联信息。

二、新能源材料研究创新方案
在新能源领域,RISE系统通过拉曼-SEM-EDS联合技术定量评估LiMn0.5Ni0.5O2正极材料中锂过量对晶格畸变和表面重构的影响。针对锂电池隔膜的失效机制,结合扫描电镜(SEM)与拉曼光谱解析其多孔结构、界面应力分布及电解液浸润性演变。系统进一步扩展了循环阴极材料研究,实现亚微米级尺度下活性物质颗粒裂纹扩展路径以及过渡金属溶出行为的原位动态监测。

三、环境与生医领域的跨学科应用
在生物医药方向,RISE系统通过多维度拉曼成像技术对聚合物薄膜展开成分/结构表征:如分析复合包埋体系中各相面分布及界面相互作用,揭示药物缓释机理;利用拉曼光谱结合背散射电子成像(BSE)定量检测乳腺微钙化(乳腺癌早期标志物)的化学组成与空间异质性。此外,在口腔医学研究中通过扫描电镜-EDS联用技术定位牙科感染生物膜中的矿物质沉积特征;在植物学应用上,系统对拟南芥茎切片的显微拉曼成像成功解析木质部细胞壁多糖、次生代谢产物的空间分布规律。

四、地质分析与材料检测
在地质研究领域,RISE系统采用3D激光扫描-拉曼电镜联用技术揭示无机矿物晶体取向应力的层内演化进程,并通过电子背散射衍射(EBSD)与EDS同步表征古代钢剑内部夹杂物的相结构及微量元素分布。针对复杂地矿样品,该系统进一步拓展了非导体材料表面处理工艺,实现弱信号区域的高质量元素面扫描分析。

技术原理与联用优势
SEM-Raman联用系统(RISE)通过整合扫描电子显微镜(SEM)的空间形貌解析能力与拉曼光谱的化学指纹识别功能,实现对样品微观结构与化学组成的同步高精度表征。该技术利用SEM二次电子信号获取表面纳米级形貌特征,并在同一兴趣区域触发共聚焦拉曼光谱探针,采集分子振动模式对应的化学键振动信息,解决了单一技术无法兼顾高空间分辨率与化学成分分析的瓶颈。


联系方式与测试咨询
西湖大学物质科学公共实验平台(云谷校区E10-131)提供在线预约、样品前处理指导及测试服务支持,具体参数指标可访问:西湖大学物质科学公共实验平台网站http://iscps.westlake.edu.cn查询,或联系宋文天老师,邮箱:songwentian@westlake.edu.cn ,电话:0571-88110752 。