阿贡国家实验室世界级的原位纳米探针（ISN）这一强大的新工具，将该实验室的光束线成像能力推进到“原位”研究领域。

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美国研究人员正在塑造纳米科学前沿，利用原子尺度控制来加速电子学、储能、催化、传感和医学领域的进步。

“在阿贡，一些全球最杰出的创新者正在将纳米科学转化为下一代的发现，把曾经看似不可能的想法推向可实现的范围，”纳米尺度材料中心及纳米科学与技术部主任加里·维德雷希特说。

在纳米尺度，性质可能发生剧烈变化

还须强调，现代纳米科学基于一个简单理念：物质变得足够小时，其行为方式就会不同。在纳米尺度，性质可能发生剧烈变化，因为量子效应以及作用于材料表面的力——例如静电相互作用和其他分子相互作用——开始主导其行为。

“纳米科学之所以如此令人兴奋，归根结底在于当材料从块体世界缩小到纳米尺度时发生的非凡变化，在纳米尺度，几乎一切都会开始表现出不同的行为，”纳米尺度材料中心（CNM）及阿贡纳米科学与技术部主任加里·维德雷希特说。

“在纳米尺度，会出现光学、电学、化学方面的新性质，而这些性质在更大尺度上根本不存在。科学家和工程师利用这些变化来创造曾经不可能实现的、具有重大影响的技术。”

阿贡凭借在材料研究、光子科学和先进仪器方面的深厚实力，进入了现代纳米科学时代。数十年来，其研究人员一直致力于开发开创性工具，以重新定义科学家在原子尺度上观察、理解和设计物质的方式。

升级使X射线束亮度提高500倍

先进光子源（APS）于1995年建成，现为全球最亮的同步辐射X射线源。据一份新闻稿称，其全面升级已于2026年完成，使X射线束亮度提高了500倍，使研究人员能够更精确地对原子结构成像，并在材料承受不同环境应力时实时追踪缺陷形成。

阿贡世界级的原位纳米探针（ISN）这一强大的新工具，将该实验室的光束线成像能力推进到“原位”研究领域，研究人员可以借此观察材料在真实条件下如何工作、适应和失效。这是迈向能源、微电子、量子系统和先进制造领域突破的关键一步。

“APS已经是全球理解物质的最强大引擎之一，”阿贡物理学家莎拉·维戈尔德说。“ISN通过增加一个特别重要的维度来扩展这一优势：在现实运行条件下探测纳米尺度行为的能力。”

ISN与互补的APS技术相连，这些技术可在更大的长度尺度、不同的时间尺度和替代衬度模式下研究材料。据该新闻稿称，这些能力共同作用，使人们对复杂材料有远为完整的理解——从行为的原子和纳米尺度起源，到系统级性能。

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