原子是構成物質世界的基本單元，其排列方式和相互作用決定了物質的性質。隨著人類對深空深地等未知世界和納米功能材料等應用領域的探索，解析亞微米至納米尺度物質的晶體結構已成為科學認知與高新技術發展的重要需求。然而，傳統單晶X射線衍射技術難以突破納米尺度晶體的解析瓶頸，而依賴國外儀器與軟件則伴隨著高昂成本（數倍于國產設備）、操作復雜與算法受限等多重壁壘，導致我國深地資源研究等戰略領域長期受制于人。面對這一挑戰，唯有科技自立自強，開發國產化設備與技術方可解困。

近日，中國科學院廣州地球化學研究所科研團隊在納米晶體結構解析技術與儀器研制方面取得重大突破：團隊實現場發射電子槍及高壓電源等核心部件的國產化，攻克高精度控制等核心技術，成功研制出首臺國產“納米晶體結構快速解析儀”。該儀器搭載團隊自主開發的“連續傾轉三維電子衍射采集與處理系統”，實現了從硬件到軟件的全流程自主可控。儀器具備對納米級晶體與礦物進行物相識別與結構測定的高通量快速分析能力，整體技術水平已與國際同類最新設備持平。

該技術已成功應用于新礦物和深地礦物結構解析中：團隊利用該技術成功解析“王焰鈀礦”（IMA 2024-008a）、“氧鉛燒綠石”（IMA 2024-026）兩種新礦物，并獲得國際礦物學會批準命名；同樣利用該技術證實了早期地球深部水可賦存于布里奇曼石晶格中，相關成果發表于國際頂級學術期刊《科學》（Science）。

該儀器的成功研制，標志著我國在納米晶體結構分析這一高端科學儀器領域實現了從長期依賴進口到自主可控的根本性跨越，將顯著增強我國在材料科學、化學、地球與行星科學等基礎研究領域的原始創新能力。基于對輕元素敏感樣品檢測的優勢，該技術及儀器在黏土礦物結構精修、隕石及深空探測微量樣品分析、納米功能材料高通量篩選，以及生物醫藥、結構化學等領域均展現出廣闊應用前景。

本研究獲得中國科學院基礎與交叉前沿科研先導專項（B類先導專項）的資助。

研制儀器主機外觀圖

研制團隊部分成員合影