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学术报道
【懋仪讲堂】中国科学院上海应用物理所张林娟:解析先进X射线吸收谱技术开发及应用
供稿: 化科院

应南京师范大学化学与材料科学学院、江苏省新型动力电池重点实验室邀请,中国科学院上海应用物理研究所张林娟研究员于2026年1月27日,在化行楼103会议室开展“先进X射线吸收谱技术开发及应用”主题学术报告。本次报告由孙瀚君教授主持,学院相关领域教师、研究生及科研人员参与,共同聚焦X射线吸收谱技术的创新进展与多场景应用。

张林娟研究员是中国科学院青年创新促进会优秀会员,现任中国科学院上海应用物理所能源材料与化学研究部主任。她2012年博士毕业于中国科学院高能物理研究所北京同步辐射实验室,2018年赴斯坦福大学SLAC国家实验室访学,长期深耕X射线吸收谱相关研究领域:先后主持国家自然科学基金、中国科学院科研仪器设备研制项目、上海市科技创新项目、工信部项目等,累计经费超2亿元;同时担任《The Innovation》《Fundamental Research》《Nucl. Sci. Tech.》等国际权威期刊青年编委,也是氢能材料试验标准化技术委员会CSTM/FC98/TC10委员,在技术研发与行业标准建设领域均有突出成果。

报告中,张林娟研究员首先系统阐释了X射线吸收谱的核心原理:当X射线穿透样品时,其强度会随能量变化呈现特征衰减,通过解析这一衰减规律,可获取原子尺度的短程结构信息。该技术的独特优势在于——具备精准的元素分辨能力、对价态与配位结构高度敏感,且不依赖材料的长程有序性,恰好为团簇、单原子、非晶材料等传统表征手段难以覆盖的体系提供了有效的研究工具。她以过渡金属电催化体系为例说明:该技术可精准识别催化活性位点,区分锰等多价态元素的价态差异,甚至解析配位环境中氧原子数量与氧空位分布,为催化性能提升的机制研究提供关键数据支撑。

针对当前大型科学装置资源竞争激烈、特殊样品测试受限等行业痛点,张林娟研究员重点介绍了团队在X射线吸收谱仪器小型化上的创新突破。其研发的台式仪器,通过球面晶体单色化技术与固定X射线源联动模式,在实现微米级移动精度的同时,兼顾了数据稳定性与设备可升级性。通过数据对比,表明了该台式仪器的测试质量与分辨率,可与同步辐射装置媲美,在锐钛矿二氧化钛等标准样品的多峰分辨中表现尤为突出。

在应用实践环节,张林娟研究员展示了该技术在多领域的落地价值:从二氧化碳电催化、固体氧化物电池等能源领域,到钛基M Xene二维材料结构确认、动力电池材料的界面配位分析,再到高温高压原位电催化过程监测,均能精准捕捉价态变化、配位结构演变等核心信息。为了降低技术使用门槛,团队还开发了配套分析软件,建立了标准化测试流程,可提供“样品测试—数据解析”的全链条服务,目前已为国内外60余家科研单位提供技术支持。

本次报告内容兼具理论深度与实践指导性,张林娟研究员团队在X射线吸收谱仪器小型化、原位表征技术上的创新,不仅为相关领域科研工作提供了更便捷的新工具,也为技术转化与产学研合作提供了新思路。报告加深了师生对该技术的理解,同时搭建了学院与中国科学院团队的交流桥梁,为后续联合研究与技术应用奠定了良好基础。最终,报告在师生们的热烈掌声中圆满结束。

日期: 2026-03-18