近期，我校物理學(xué)院分析測(cè)試中心負(fù)責(zé)人傘星源博士與上海交通大學(xué)、美國(guó)西北大學(xué)等國(guó)內(nèi)外多家研究機(jī)構(gòu)合作，通過(guò)像差校正透射電子顯微學(xué)結(jié)合第一性原理計(jì)算，成功解析了生物文石中孿晶、層錯(cuò)、不全位錯(cuò)等缺陷結(jié)構(gòu)，相關(guān)工作“Uncovering the crystal defects within aragonite CaCO₃”以河北大學(xué)為第一單位發(fā)表在《PNAS》(2022，119，14, e2122218119)，傘星源博士為論文第一作者。

對(duì)稱(chēng)與守恒是現(xiàn)代物理學(xué)研究的重要內(nèi)容，宇宙的形成、物種的起源、生物多樣性、以及豐富多彩的分子結(jié)構(gòu)等均與對(duì)稱(chēng)性的破缺息息相關(guān)。晶體缺陷造成的局域?qū)ΨQ(chēng)性的破壞對(duì)于材料的性能有著至關(guān)重要的作用，材料中各層次結(jié)構(gòu)缺陷與其力、熱、光、電磁等諸多性能緊密聯(lián)系。傘星源博士及其合作者結(jié)合像差校正透射電子顯微學(xué)（圖1）、晶體學(xué)和密度泛函理論計(jì)算，在原子尺度給出了生物文石完整的孿晶要素，解析了其不全位錯(cuò)、層錯(cuò)模型，并且報(bào)導(dǎo)了一種潛在的通過(guò)不全位錯(cuò)堆積形成納米晶的能量耗散模型，這些工作豐富了人們對(duì)于其晶體結(jié)構(gòu)及變形行為的認(rèn)識(shí)，對(duì)于未來(lái)仿生材料的強(qiáng)度-塑性結(jié)合設(shè)計(jì)起到了參考作用。

圖1. 文石結(jié)構(gòu)中缺陷的原子尺度表征

《PNAS》雜志全稱(chēng)《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》，是被引用次數(shù)最多的綜合學(xué)科文獻(xiàn)之一。自1914年創(chuàng)刊至今，PNAS提供具有高水平的前沿研究報(bào)告、學(xué)術(shù)評(píng)論、學(xué)科回顧及前瞻、學(xué)術(shù)論文，主要報(bào)道生物、健康、物理學(xué)、化學(xué)和地球科學(xué)等自然科學(xué)領(lǐng)域的重要研究進(jìn)展。本工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、河北省自然科學(xué)基金和河北大學(xué)高水平引進(jìn)人才項(xiàng)目等資金支持，也是物理學(xué)院球差電鏡公共測(cè)試平臺(tái)產(chǎn)出的又一重要成果。

論文鏈接：https://doi.org/10.1073/pnas.2122218119

物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院、科學(xué)技術(shù)處供稿