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勤奋铸就希望——记2019年度宁波材料所“最佳支撑奖”获得者陈国新

  2009年7月,陈国新从中科院福建物构所毕业,进入宁波材料所测试中心透射电镜岗位,从事TEM的操作管理工作,这一做就是10个年头。10年来,他一直以“业精于勤而荒于嬉”为座右铭,勤于钻研,勤于思考,勤于创新,从透射电镜的入门者,逐步成长为测试中心的技术骨干,并于2020年初获得了宁波材料所2019年度“最佳支撑奖”。

  勤于钻研 成为技术能手

  众所周知,透射电镜操作较为复杂、难度很大,为了拍到一张满意的图像,往往要在黑屋子里呆上几个钟头甚至一天,非常辛苦。纵观国内外,透射电镜领域的“大伽”无一不是经过了长期的积累和辛勤的付出。陈国新深知这一点,在他看来,既然选择了将研究电子显微技术作为自己的毕生职业,就必须全力以赴,勇往直前。因此,自入所那天起,他就一心扑在了透射电镜的运行管理和分析测试技术的学习上。他从一个个样品做起,学习掌握各类样品的前处理要点和分析方法,即使后来自己的操作已经非常熟练,他也始终如新手一般认真仔细。特别是对于碰到的新材料,他总会不厌其烦地花上几倍的时间去反复实验和分析数据,探究细微的差别,以期获得更加准确完善的分析结果。

  为解决碳量子点材料TEM测试中的“蒸碳污染”,陈国新探索改进了样品前处理方法和实验条件,对负载碳支持膜进行等离子体处理,以去除表面活性剂的污染,最终获得了高质量的TEM数据,为国家自然科学基金项目——“多维化学传感器在水中有毒金属离子污染物整体检测分析中的应用研究”的顺利进行提供了有力支撑。

  先进制造所江浩川团队在热电材料碲化铋的表征过程中,团队通过在BiSbTe中添加WSe2所得的复合材料在360K时获得了最大的ZT值1.27,与BiSbTe相比提高了25%以上。陈国新经过大量TEM实验及数据分析,在该复合材料中共发现了四种类型的第二相,从材料的显微结构方面为该材料热电性能的提高提供了重要的实验依据。在此基础上,他还为团队撰写相关论文、审稿人意见答复等提供支持和建议,基于他的贡献,在论文发表时他被列为第二作者(J. Mater. Chem. A, 2014, 2, 8512-8516)。

  在表面事业部CVD石墨烯材料的结构测试表征工作中,科研人员在金刚石、氧化硅等衬底上生长高质量石墨烯材料,需要TEM表征石墨烯的质量。但石墨烯薄膜在制样过程中极易被破坏。为此,陈国新通过探索聚焦离子束(FIB)、离子减薄仪等制样条件,用电子衍射、高分辨图像成功表征了衬底材料上石墨烯薄膜的结构,促进了科研工作的开展,并和科研人员一起在RSC ADVANCES、 APPLIED SURFACE SCIENCE等期刊上合作发表了多篇论文。

  10年来,陈国新在钻研电子显微技术的道路上辛勤耕耘,能力不断提高,得到了所内外用户的一致认可,成长为测试中心微观形貌组的组长和技术骨干。2019年,他还凭借自己的实力,经过层层PK成为中科院青促会的一员。

  勤于思考 取得丰硕成果

  在科研工作之中,分析测试更多的是充当技术支撑的角色,并不易出彩,要想取得更多的收获,勤于思考必不可少。为此,每遇到一个分析测试难题,陈国新都会认真思考解决方案,攻克之后也会及时总结分析测试过程中的新方法,及时整理,撰写成测试论文发表。比如,他探索了“盲扫”的方法对高分子材料进行电子衍射表征,成功获取了电子辐照不稳定样品的电子衍射花样,采用这种方法,陈国新还成功完成了CBT、PVDF等高分子材料的电子衍射表征(《材料科学工程学报》,2014,32:5-7)。在亚洲浆纸业有限公司委托的涂布白纸板产品的碳酸钙涂布层质量分析工作中,原纸纤维层和碳酸钙无机层力学性能差异太大,导致白纸板试样断口难以获得平整的断面,通过研究,陈国新采用推进式超薄切片机成功制备出了该试样的SEM断口,清晰观测到了纸张表面的碳酸钙涂布层(专利申请号:201510484127.X)。

  10年来,陈国新以第一作者发表论文7篇,合作署名及致谢论文32篇,申请专利2项。此外,他还针对科研需求,主持完成两个中科院仪器功能开发项目,因完成出色,这两个项目均被评为上海区域中心优秀项目。2016年,陈国新主持的“TEM应用于液体环境的原位测试功能开发”项目通过开发设计原位液体芯片,无需对TEM样品杆进行改造,实现了普通TEM对液体试样进行观测的功能。该项目成果应用于磁材事业部刘平团队,证实了液相中纳米超晶格阵列的成因是由范德华力和磁偶极力共同作用,澄清了磁性纳米颗粒的生长机理,为稀土永磁研究团队开发宏量可控制备磁性纳米颗粒技术奠定了坚实的基础。采用本项目开发的技术,还观测了水溶液中Au纳米颗粒的原始形态。

  2017年,陈国新主持的“锂电池材料充放电过程TEM原位结构测试功能开发”项目通过改造TEM样品杆和构建微型固态电池,实现了原位充放电状态下动力电池用电极材料结构的观测,在原位充放电条件下其分辨率接近电镜自身指标。此项目为所内动力锂电池团队开展TEM原位实验提供了技术支持。通过本项目,他还开展了TEM原位力学、电学相关的技术开发,相关研究成果发表在Nano Energy、Nano letter等期刊上。

  勤于创新 提升设备利用率

  透射电镜的使用量大、用户需要排队一直是各大院校研究所都面临的问题,如何提高设备的利用效率、最大程度提升透射电镜的服务能力?结合所内的测试情况和特点,陈国新率先提出了“测试专员制度”。通过调研用户的需求和特点,他依靠兴趣引导建立起了一批测试专员队伍,为他们定制了细致的培训方案,提升了他们对透射测试的实操能力,再由他们协助所在团队完成测试任务,从而使工作之余的仪器机时得到了充分利用,大大提高了TEM的运行效率。

  自2015年以来,TEM的年平均使用机时都在2000小时以上,2019年已达到3000多小时。更可贵的是,由于培训要点准确,管理工作到位,设备开放后运行状态良好,故障率低,陈国新因此5次获评所级中心“优秀仪器管理员”,TEM机组也多次获得上海区域中心共享服务“先进机组”和浙江省大型仪器协作网的“优秀机组”。目前,这一管理模式已成功推广至其他操作难度大的XPS和FIB,成为宁波材料所颇具特色的开放管理模式之一。

  天道酬勤,辛勤的付出让陈国新尝到了收获的喜悦。但是他心里始终铭记:成功从来不会无故地从天而降,“专”家之路任重道远,唯有勤奋,才能铸就成功!

陈国新

  (公共测试中心 张晓红)

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