2009年7月,陳國(guó)新從中科院福建物構(gòu)所畢業(yè),進(jìn)入寧波材料所測(cè)試中心透射電鏡崗位,從事TEM的操作管理工作,這一做就是10個(gè)年頭。10年來(lái),他一直以“業(yè)精于勤而荒于嬉”為座右銘,勤于鉆研,勤于思考,勤于創(chuàng)新,從透射電鏡的入門者,逐步成長(zhǎng)為測(cè)試中心的技術(shù)骨干,并于2020年初獲得了寧波材料所2019年度“最佳支撐獎(jiǎng)”。
勤于鉆研 成為技術(shù)能手
眾所周知,透射電鏡操作較為復(fù)雜、難度很大,為了拍到一張滿意的圖像,往往要在黑屋子里呆上幾個(gè)鐘頭甚至一天,非常辛苦。縱觀國(guó)內(nèi)外,透射電鏡領(lǐng)域的“大伽”無(wú)一不是經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期的積累和辛勤的付出。陳國(guó)新深知這一點(diǎn),在他看來(lái),既然選擇了將研究電子顯微技術(shù)作為自己的畢生職業(yè),就必須全力以赴,勇往直前。因此,自入所那天起,他就一心撲在了透射電鏡的運(yùn)行管理和分析測(cè)試技術(shù)的學(xué)習(xí)上。他從一個(gè)個(gè)樣品做起,學(xué)習(xí)掌握各類樣品的前處理要點(diǎn)和分析方法,即使后來(lái)自己的操作已經(jīng)非常熟練,他也始終如新手一般認(rèn)真仔細(xì)。特別是對(duì)于碰到的新材料,他總會(huì)不厭其煩地花上幾倍的時(shí)間去反復(fù)實(shí)驗(yàn)和分析數(shù)據(jù),探究細(xì)微的差別,以期獲得更加準(zhǔn)確完善的分析結(jié)果。
為解決碳量子點(diǎn)材料TEM測(cè)試中的“蒸碳污染”,陳國(guó)新探索改進(jìn)了樣品前處理方法和實(shí)驗(yàn)條件,對(duì)負(fù)載碳支持膜進(jìn)行等離子體處理,以去除表面活性劑的污染,最終獲得了高質(zhì)量的TEM數(shù)據(jù),為國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目——“多維化學(xué)傳感器在水中有毒金屬離子污染物整體檢測(cè)分析中的應(yīng)用研究”的順利進(jìn)行提供了有力支撐。
先進(jìn)制造所江浩川團(tuán)隊(duì)在熱電材料碲化鉍的表征過(guò)程中,團(tuán)隊(duì)通過(guò)在BiSbTe中添加WSe2所得的復(fù)合材料在360K時(shí)獲得了最大的ZT值1.27,與BiSbTe相比提高了25%以上。陳國(guó)新經(jīng)過(guò)大量TEM實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析,在該復(fù)合材料中共發(fā)現(xiàn)了四種類型的第二相,從材料的顯微結(jié)構(gòu)方面為該材料熱電性能的提高提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,他還為團(tuán)隊(duì)撰寫相關(guān)論文、審稿人意見答復(fù)等提供支持和建議,基于他的貢獻(xiàn),在論文發(fā)表時(shí)他被列為第二作者(J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 8512-8516)。
在表面事業(yè)部CVD石墨烯材料的結(jié)構(gòu)測(cè)試表征工作中,科研人員在金剛石、氧化硅等襯底上生長(zhǎng)高質(zhì)量石墨烯材料,需要TEM表征石墨烯的質(zhì)量。但石墨烯薄膜在制樣過(guò)程中極易被破壞。為此,陳國(guó)新通過(guò)探索聚焦離子束(FIB)、離子減薄儀等制樣條件,用電子衍射、高分辨圖像成功表征了襯底材料上石墨烯薄膜的結(jié)構(gòu),促進(jìn)了科研工作的開展,并和科研人員一起在RSC ADVANCES、 APPLIED SURFACE SCIENCE等期刊上合作發(fā)表了多篇論文。
10年來(lái),陳國(guó)新在鉆研電子顯微技術(shù)的道路上辛勤耕耘,能力不斷提高,得到了所內(nèi)外用戶的一致認(rèn)可,成長(zhǎng)為測(cè)試中心微觀形貌組的組長(zhǎng)和技術(shù)骨干。2019年,他還憑借自己的實(shí)力,經(jīng)過(guò)層層PK成為中科院青促會(huì)的一員。
勤于思考 取得豐碩成果
在科研工作之中,分析測(cè)試更多的是充當(dāng)技術(shù)支撐的角色,并不易出彩,要想取得更多的收獲,勤于思考必不可少。為此,每遇到一個(gè)分析測(cè)試難題,陳國(guó)新都會(huì)認(rèn)真思考解決方案,攻克之后也會(huì)及時(shí)總結(jié)分析測(cè)試過(guò)程中的新方法,及時(shí)整理,撰寫成測(cè)試論文發(fā)表。比如,他探索了“盲掃”的方法對(duì)高分子材料進(jìn)行電子衍射表征,成功獲取了電子輻照不穩(wěn)定樣品的電子衍射花樣,采用這種方法,陳國(guó)新還成功完成了CBT、PVDF等高分子材料的電子衍射表征(《材料科學(xué)工程學(xué)報(bào)》,2014,32:5-7)。在亞洲漿紙業(yè)有限公司委托的涂布白紙板產(chǎn)品的碳酸鈣涂布層質(zhì)量分析工作中,原紙纖維層和碳酸鈣無(wú)機(jī)層力學(xué)性能差異太大,導(dǎo)致白紙板試樣斷口難以獲得平整的斷面,通過(guò)研究,陳國(guó)新采用推進(jìn)式超薄切片機(jī)成功制備出了該試樣的SEM斷口,清晰觀測(cè)到了紙張表面的碳酸鈣涂布層(專利申請(qǐng)?zhí)枺?01510484127.X)。
10年來(lái),陳國(guó)新以第一作者發(fā)表論文7篇,合作署名及致謝論文32篇,申請(qǐng)專利2項(xiàng)。此外,他還針對(duì)科研需求,主持完成兩個(gè)中科院儀器功能開發(fā)項(xiàng)目,因完成出色,這兩個(gè)項(xiàng)目均被評(píng)為上海區(qū)域中心優(yōu)秀項(xiàng)目。2016年,陳國(guó)新主持的“TEM應(yīng)用于液體環(huán)境的原位測(cè)試功能開發(fā)”項(xiàng)目通過(guò)開發(fā)設(shè)計(jì)原位液體芯片,無(wú)需對(duì)TEM樣品桿進(jìn)行改造,實(shí)現(xiàn)了普通TEM對(duì)液體試樣進(jìn)行觀測(cè)的功能。該項(xiàng)目成果應(yīng)用于磁材事業(yè)部劉平團(tuán)隊(duì),證實(shí)了液相中納米超晶格陣列的成因是由范德華力和磁偶極力共同作用,澄清了磁性納米顆粒的生長(zhǎng)機(jī)理,為永磁研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)宏量可控制備磁性納米顆粒技術(shù)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。采用本項(xiàng)目開發(fā)的技術(shù),還觀測(cè)了水溶液中Au納米顆粒的原始形態(tài)。
2017年,陳國(guó)新主持的“鋰電池材料充放電過(guò)程TEM原位結(jié)構(gòu)測(cè)試功能開發(fā)”項(xiàng)目通過(guò)改造TEM樣品桿和構(gòu)建微型固態(tài)電池,實(shí)現(xiàn)了原位充放電狀態(tài)下動(dòng)力電池用電極材料結(jié)構(gòu)的觀測(cè),在原位充放電條件下其分辨率接近電鏡自身指標(biāo)。此項(xiàng)目為所內(nèi)動(dòng)力鋰電池團(tuán)隊(duì)開展TEM原位實(shí)驗(yàn)提供了技術(shù)支持。通過(guò)本項(xiàng)目,他還開展了TEM原位力學(xué)、電學(xué)相關(guān)的技術(shù)開發(fā),相關(guān)研究成果發(fā)表在Nano Energy、Nano letter等期刊上。
勤于創(chuàng)新 提升設(shè)備利用率
透射電鏡的使用量大、用戶需要排隊(duì)一直是各大院校研究所都面臨的問(wèn)題,如何提高設(shè)備的利用效率、最大程度提升透射電鏡的服務(wù)能力?結(jié)合所內(nèi)的測(cè)試情況和特點(diǎn),陳國(guó)新率先提出了“測(cè)試專員制度”。通過(guò)調(diào)研用戶的需求和特點(diǎn),他依靠興趣引導(dǎo)建立起了一批測(cè)試專員隊(duì)伍,為他們定制了細(xì)致的培訓(xùn)方案,提升了他們對(duì)透射測(cè)試的實(shí)操能力,再由他們協(xié)助所在團(tuán)隊(duì)完成測(cè)試任務(wù),從而使工作之余的儀器機(jī)時(shí)得到了充分利用,大大提高了TEM的運(yùn)行效率。
自2015年以來(lái),TEM的年平均使用機(jī)時(shí)都在2000小時(shí)以上,2019年已達(dá)到3000多小時(shí)。更可貴的是,由于培訓(xùn)要點(diǎn)準(zhǔn)確,管理工作到位,設(shè)備開放后運(yùn)行狀態(tài)良好,故障率低,陳國(guó)新因此5次獲評(píng)所級(jí)中心“優(yōu)秀儀器管理員”,TEM機(jī)組也多次獲得上海區(qū)域中心共享服務(wù)“先進(jìn)機(jī)組”和浙江省大型儀器協(xié)作網(wǎng)的“優(yōu)秀機(jī)組”。目前,這一管理模式已成功推廣至其他操作難度大的XPS和FIB,成為寧波材料所頗具特色的開放管理模式之一。
天道酬勤,辛勤的付出讓陳國(guó)新嘗到了收獲的喜悅。但是他心里始終銘記:成功從來(lái)不會(huì)無(wú)故地從天而降,“?!奔抑啡沃氐肋h(yuǎn),唯有勤奮,才能鑄就成功!

陳國(guó)新
(公共測(cè)試中心 張曉紅)
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