2009年7月,陳國新從中科院福建物構(gòu)所畢業(yè),進(jìn)入寧波材料所測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個年頭。10年來,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,逐步成長為測試中心的技術(shù)骨干,并于2020年初獲得了寧波材料所2019年度“最佳支撐獎”。
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鐘頭甚至一天,非常辛苦??v觀國內(nèi)外,透射電鏡領(lǐng)域的“大伽”無一不是經(jīng)過了長期的積累和辛勤的付出。陳國新深知這一點(diǎn),在他看來,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)行管理和分析測試技術(shù)的學(xué)習(xí)上。他從一個個樣品做起,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)。特別是對于碰到的新材料,他總會不厭其煩地花上幾倍的時間去反復(fù)實驗和分析數(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測試中的“蒸碳污染”,陳國新探索改進(jìn)了樣品前處理方法和實驗條件,對負(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),為國家自然科學(xué)基金項目——“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)隊在熱電材料碲化鉍的表征過程中,團(tuán)隊通過在BiSbTe中添加WSe2所得的復(fù)合材料在360K時獲得了最大的ZT值1.27,與BiSbTe相比提高了25%以上。陳國新經(jīng)過大量TEM實驗及數(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驗依據(jù)。在此基礎(chǔ)上,他還為團(tuán)隊撰寫相關(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)測試表征工作中,科研人員在金剛石、氧化硅等襯底上生長高質(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程中極易被破壞。為此,陳國新通過探索聚焦離子束(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,陳國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,成長為測試中心微觀形貌組的組長和技術(shù)骨干。2019年,他還憑借自己的實力,經(jīng)過層層PK成為中科院青促會的一員。
勤于思考 取得豐碩成果
在科研工作之中,分析測試更多的是充當(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,每遇到一個分析測試難題,陳國新都會認(rèn)真思考解決方案,攻克之后也會及時總結(jié)分析測試過程中的新方法,及時整理,撰寫成測試論文發(fā)表。比如,他探索了“盲掃”的方法對高分子材料進(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》,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,通過研究,陳國新采用推進(jìn)式超薄切片機(jī)成功制備出了該試樣的SEM斷口,清晰觀測到了紙張表面的碳酸鈣涂布層(專利申請?zhí)枺?01510484127.X)。
10年來,陳國新以第一作者發(fā)表論文7篇,合作署名及致謝論文32篇,申請專利2項。此外,他還針對科研需求,主持完成兩個中科院儀器功能開發(fā)項目,因完成出色,這兩個項目均被評為上海區(qū)域中心優(yōu)秀項目。2016年,陳國新主持的“TEM應(yīng)用于液體環(huán)境的原位測試功能開發(fā)”項目通過開發(fā)設(shè)計原位液體芯片,無需對TEM樣品桿進(jìn)行改造,實現(xiàn)了普通TEM對液體試樣進(jìn)行觀測的功能。該項目成果應(yīng)用于磁材事業(yè)部劉平團(tuán)隊,證實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機(jī)理,為永磁研究團(tuán)隊開發(fā)宏量可控制備磁性納米顆粒技術(shù)奠定了堅實的基礎(chǔ)。采用本項目開發(fā)的技術(shù),還觀測了水溶液中Au納米顆粒的原始形態(tài)。
2017年,陳國新主持的“鋰電池材料充放電過程TEM原位結(jié)構(gòu)測試功能開發(fā)”項目通過改造TEM樣品桿和構(gòu)建微型固態(tài)電池,實現(xiàn)了原位充放電狀態(tài)下動力電池用電極材料結(jié)構(gòu)的觀測,在原位充放電條件下其分辨率接近電鏡自身指標(biāo)。此項目為所內(nèi)動力鋰電池團(tuán)隊開展TEM原位實驗提供了技術(shù)支持。通過本項目,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、用戶需要排隊一直是各大院校研究所都面臨的問題,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)的測試情況和特點(diǎn),陳國新率先提出了“測試專員制度”。通過調(diào)研用戶的需求和特點(diǎn),他依靠興趣引導(dǎo)建立起了一批測試專員隊伍,為他們定制了細(xì)致的培訓(xùn)方案,提升了他們對透射測試的實操能力,再由他們協(xié)助所在團(tuán)隊完成測試任務(wù),從而使工作之余的儀器機(jī)時得到了充分利用,大大提高了TEM的運(yùn)行效率。
自2015年以來,TEM的年平均使用機(jī)時都在2000小時以上,2019年已達(dá)到3000多小時。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,陳國新因此5次獲評所級中心“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,辛勤的付出讓陳國新嘗到了收獲的喜悅。但是他心里始終銘記:成功從來不會無故地從天而降,“專”家之路任重道遠(yuǎn),唯有勤奮,才能鑄就成功!

陳國新
(公共測試中心 張曉紅)
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