新疆大学分析测试中心“材料组分与微区分析平台”以先进材料表征与多尺度结构解析为核心建设目标,拟通过购置俄歇电子能谱仪、600 MHz 固体核磁共振波谱仪、透射电镜冷冻真空样品杆、高分辨多场耦合电子显微镜和超分辨光电一体化成像分析仪等五台高端设备,构建集表面化学分析、原位结构解析、低温冷冻保持、电化学反应成像及固体分子结构解析于一体的综合性研究平台。该平台将与现有电镜平台、超高真空表面互联分析系统和核磁共振平台互联互补,形成覆盖从原子级局域结构到微纳尺度界面过程的系统化表征能力,实现低温、原位、多场耦合条件下的多维度精细分析。全面支撑新疆大学材料科学、能源化工、新材料、生物医药、生态环境及装备制造等重点领域的原位表征与机理研究。
1. 俄歇电子能谱仪:该设备是一种高灵敏度的表面与界面分析设备(检测深度1-3 nm),具备元素二维成像、三维深度剖析和微区定量分析等功能,能够以纳米级空间分辨率,直观揭示材料表面与界面的元素分布、化学价态、成键环境及其在外部场(如加热、离子溅射、气氛反应等)作用下的动态演化规律。该设备的引进将为新疆大学在能源材料界面调控、煤基碳材料改性、催化剂表面反应机理、矿物表面元素迁移、电极/电解质界面失效分析、环境颗粒物吸附行为、生物医用材料表面修饰以及高性能合金与功能薄膜表层组成优化等方面提供关键技术支撑,显著提升表面与界面科学研究的深度与精度。支撑新疆能源化工、新材料、装备制造、生物医药、数字信息等产业的技术攻关与成果转化,推动自治区产业结构升级和经济社会高质量发展;
2. 600M 固体核磁共振波谱仪:该设备能够在原子分辨率水平上解析材料的局域结构信息,包括化学键长、键角、构型构象、分子运动及相互作用特征,是研究非晶态、结晶态及复杂多相固体体系结构与性能关系的关键仪器。该设备的引进将完善新疆大学核磁共振分析体系,弥补现有液体核磁的功能不足,实现从分子溶液到固体材料的全谱系、多维度表征,特别可开展原位电化学、原位催化及动态反应过程,揭示材料在外场作用下的结构演化与反应机理。其应用覆盖化学反应路径解析、高分子结构演化、药物晶型与分子识别、能源与电极材料结构表征、矿物晶体化学研究等多个方向,尤其适用于煤基碳材料、特色药材和矿产等新疆地区特色固体资源的分子级结构解析与转化机理研究;
3. 透射电镜冷冻真空样品杆:该设备是开展低温原位透射电子显微分析的重要附件装备,可在液氮或更低温条件下实现样品的快速冷冻固定与高真空转移,保持样品在原始状态下的微观结构与化学信息,避免空气暴露、热辐射或电子束辐照造成的损伤。能够在透射电镜中实现低温结构、界面及相变过程的高分辨成像与分析,广泛应用于纳米材料、金属合金、高分子聚合物、储能电极及复合功能材料等体系的低温结构解析与动态演化研究,可揭示颗粒形貌演化、金属相变行为、高分子链构象变化、电极活性物质分布及界面稳定性机理,同时对环境样品、矿物包裹体、生物高分子、药物载体及大气颗粒物等复杂体系的低温保存与微区成分分析同样具有重要意义,能够捕捉反应中间体、挥发性组分及亚稳态结构,为能源材料、催化反应、生物医药与环境科学等研究提供可靠的原位微观证据;
4. 高分辨多场耦合电子显微镜:该设备可在电场、热场、力场、湿度及真空等多种耦合条件下,对样品的微结构、化学反应及形貌变化进行原位观察和动态分析。该设备具备加热、拉伸、冷冻、干燥及气氛控制等多模式实验功能,能够在微纳尺度下实时记录材料的结构演变过程,为揭示复杂环境下材料的失效机理、相变行为及界面反应提供关键证据。仪器可广泛应用于能源材料充放电过程中的结构演化、金属合金的应力腐蚀与高温反应、矿物样品的热稳定性分析以及催化反应过程的纳米结构变化等研究,通过多场耦合原位实验的开展,深化对材料性能与结构关系的理解,显著提升新疆大学在能源化工、装备制造、新材料及生态环境等产业集群中的原创性科研能力与技术创新水平;
5. 超分辨光电一体化成像分析仪:该设备集成扫描电化学显微镜、荧光显微成像、显微拉曼光谱及微区电化学阻抗谱等多种功能,能够实现高空间分辨率的电化学测量与形貌成像,是研究多相界面过程与电化学反应机理的重要平台。该系统利用三维精密定位与超微电极技术,可对液体/固体、固体/气体等复杂界面的局域电化学行为进行可视化监测,揭示电极反应活性差异、局部腐蚀起始机理及材料表面反应动力学规律。仪器的建成将显著提升新疆大学在储能电池、功能材料、光电催化与腐蚀防护等方向的研究能力,强化多学科交叉融合,服务自治区新材料、新能源和环境治理等重点产业的科技创新与高质量发展。