材料微观结构的精确表征,是理解其性能来源的关键;尽管高分辨率透射电子显微镜(HRTEM)能够实现原子级观测,但在金属有机框架(MOFs)等电子束敏感材料上,长期面临成像困难:材料在电子束照射下容易发生结构破坏,导致分辨率受限,从而影响新型功能材料的开发与研究进度。研究显示,电子束损伤主要来自三类机制:高能电子碰撞引起的原子位移、局部升温带来的热效应,以及化学键断裂导致的辐射分解。传统做法如降低加速电压或采用冷冻技术,虽可在一定程度上减轻损伤,但往往伴随分辨率下降,或只能缓解某一类损伤,难以满足精细表征需求。
从“看得见孔道”走向“看得清原子”,低剂量原子分辨率表征能力的提升,正在为材料研究打开新的窗口。随着表征方法与材料设计相互迭代,更多过去因电子束损伤而难以解析的敏感晶体,有望进入可精确解读与可理性优化的研究范围,从而加快从机理认识到应用落地的转化。