中国科学院广州地球化学研究所科研团队近日宣布，成功研制出我国首台纳米晶体结构快速解析仪。该设备在纳米级晶体与矿物的物相识别及结构测定方面展现出显著优势，其高通量快速分析能力已达到国际先进水平，为我国在相关领域的研究提供了关键技术支撑。
物质世界的构成基础是原子，其排列方式与相互作用直接决定了物质的特性。随着人类对深空、深地等未知领域的探索不断深入，以及对纳米功能材料等前沿技术的需求日益增长，解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构已成为科学认知和技术创新的重要突破口。然而，传统单晶X射线衍射技术在解析纳米尺度晶体时面临诸多挑战，难以满足当前的研究需求。
长期以来，我国在深地资源研究等战略领域依赖国外仪器和软件，不仅成本高昂，而且操作复杂，算法也受到限制。这些因素导致我国在该领域的研究进展缓慢，甚至在某些关键环节受制于人。科研团队负责人鲜海洋研究员指出，突破技术壁垒、实现自主创新是推动我国相关领域发展的当务之急。
在研发过程中，样品台的设计成为关键难题。由于纳米级样品对测量环境极为敏感，任何微小的漂移都可能严重影响测量结果。科研团队经过反复试验和优化，最终将样品漂移量控制在200纳米以内，为高精度测量提供了可靠保障。这一突破为纳米晶体结构解析仪的研发奠定了坚实基础。
与传统设备相比，该解析仪在数据采集效率上实现了质的飞跃。传统设备解析晶体结构至少需要半小时，甚至数天时间，而新设备仅需数秒至数十秒即可完成数据采集。这意味着在1分钟内，研究人员可以获取多个数据样本，大大提高了研究效率。
目前，科研团队已利用该技术取得了多项重要成果。他们成功解析了“王焰钯矿”和“氧铅烧绿石”两种新矿物的晶体结构，并获得国际矿物学会的正式命名。团队还证实了早期地球深部水可以赋存于布里奇曼石晶格中，这一发现为研究地球早期演化提供了重要线索。相关研究成果已发表于国际权威学术期刊《科学》。
