斯坦福大學Dionne實驗室的一個團隊正在研究一種新型自修復材料，其可能導致能源革命。該種技術的探索需要相應納米成像技術的不斷發展。

    納米能源的升級

    關于我們的電池如何工作的下一個重要升級，不會發生一夜之間。 我們團隊長期致力于實現下一次能源革命。盡管如此，道路還有很長，而我們只是開始。開發使電池更優異技術的主要原因，是能夠為未來的設備提供動力的反應。由于這些反應發生在納米級，它需要一些足夠放大來實現這一點。斯坦福大學Dionne實驗室的一個團隊正在同時處理這兩個問題。

    電子顯微鏡的最新進展已經開啟了以前從未有過的在微觀觀察世界的可能性。正如斯坦福大學材料科學高級作者和副教授Jen Dionne所說：“用這種高分辨率實時直接觀察反應的能力將使我們能夠探索化學和物理科學中的許多未解答的問題。” 實驗的目標是為了看到為什么納米顆粒可以使電池更快地充電，保持更多的能量，并且可以在重復充電和放電后仍可使用。

    希望能夠對納米級反應進行成膜，團隊創建了納米尺寸為15 - 80納米的鈀，并將其置于氫氣環境中。其目標是捕獲插層驅動的相變。經過多次試驗和失誤，使用透射電子顯微鏡和電子損失光譜，團隊能夠成功捕獲反應。該團隊接下來在100度開爾文（-280°F），即更冷的溫度下測試反應，以確保先前測試的結果不受電子束的施加的影響。 聯合主編作者Tarun Narayan說：“沒有這些具體的工具，我們就不能引入氫氣或冷卻我們的樣品到足以看到這些過程發生。”

    LEG設置下

    研究團隊使用的高級成像技術使他們注意到他們發現中的一個很有趣的部分。納米顆粒實際上是自愈合的，這是確定這種存儲系統的壽命的標志。 “當你第一次引入氫時，顆粒變形并失去其完美的結晶度。 但是一旦顆粒吸收了盡可能多的氫，它就會再次轉化為完美的晶體。”Dione說。 這種愈合因子顯示了顆粒的耐久性和良好的材料的經受重復使用和再充電循環的能力。

    可再生能源將改變我們與電的相互作用。我們需要充分利用可再生能源令人難以置信的潛力。而升級我們的存儲系統是最大限度提高效率的關鍵一步。相關工作，如在斯坦福正在進行的研究，正在為明天的發展鋪平道路。推進將成為未來能量儲存的核心的反應所需的成像與完善化學反應同樣重要。

    技術正在迅速演變，并推動科學進步的能力和必要性。與Dionne實驗室的工作設定的例子一樣，越完善的電池的推進，需要越好的納米級成像技術。發現創造了創新，更多的創新導致更大的發現。未來是光明的！

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責任編輯：劉洋

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