材料之美不僅體現在宏觀,也表現在其微觀組織。為了讓更多材料人欣賞到美輪美奐的材料組織,培養探索微觀世界的興趣,提高儀器使用水平與藝術鑒賞能力,材料科學與工程公眾號、材料科學網特此舉辦第五屆材料微結構大賽。
2018年12月征稿階段(點擊查看)共收來自84家單位共320余份參賽作品,感謝所有參賽者的來稿!第一輪篩選了110余份作品進入后續展示環節,其中30份作品進入專家點評和粉絲投票階段。投票從即日起開始,至2019年1月10日23:00在微信公眾號材料科學與工程進行,如發現作弊刷票者取消評選資格。
獲獎結果及部分優秀作品將在材料科學與工程微信平臺&材料科學網后續公布。獲獎者將獲得相應獎品與證書。欣賞這些美圖的同時,為自己喜歡的作品投上一票吧!投票占總成績30%,其中,投票最多者直接獲得“最佳人氣獎”。
第五屆材料微結構大賽投票,新朋友請先關注材料科學與工程微信公眾號(mse_material),回復“投票”即可參與!
入圍作品展示
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【1東北大學 王竟 周金華 孫曉宇 劉爽】熱軋態GCr15軸承鋼的TEM圖。在離異共析的條件下,白色的鐵素體和黑色的滲碳體原本是交替平行排列的。但在高溫大變形下,較軟的鐵素體和硬脆的滲碳體發生協調變形,鐵素體承受了更多的變形量,滲碳體發生扭折。此圖說明滲碳體也是有一定的塑性變形能力的。
【2沈陽工業大學 劉家興】材料介紹:Pb晶體沉積過程;儀器:OM;作品描述:圖中展現了pb晶體的沉積過程,仿佛有兩個材料人茂密的叢林中在講述著材料微觀世界里的精彩。
【3湖州師范學院求真學院 劉明亮 楊瀟 李晗君 指導老師:陳海鋒】穿過綠韻的立交橋。材料介紹:該作品為pp纖維改性制備的過濾膜,用于微濾膜,過濾級別達到微納米級,在處理工業廢水后的材料,經過烘干后使用SEM拍攝的圖片,經過放大后的原圖中,長條狀為PP纖維,顆粒和塊狀物為過濾后的污染物,由此圖可看出,經過改性后的PP纖維過濾膜過濾功能良好,污水過濾后可獲得干凈的飲用水和回用水。儀器:所使用的拍攝儀器為日本日立S-3400N型掃描電子顯微鏡。作品使用Photoshop進行創作繪制,整體呈現為一副立交橋穿過叢林的俯瞰畫面。從高空中往下望去,在郁郁蔥蔥的森林中,一條條公路縱橫交錯匯聚成立交橋,仿佛生長在這一片綠茵之中。立交橋象征著高速發展的人類文明,而森林與樹蔭象征著綠色環保,兩者匯聚一體,表達出自然生態的平衡是推動人類社會持續發展的必要條件,而人類也應該自發地保護自然環境。原圖的過濾膜,能夠將工業廢水過濾成干凈的飲用水和回用水,同樣也是我們通過科學技術對自然資源再利用的體現。當今中國工業發展迅速,在推動工業發展的同時,不該遺忘身邊的自然環境,只有環保和科學技術共同發展才能真正的富強祖國。
【4安徽農業大學 金峰】材料:天然植物材料;儀器:掃描電鏡(SEM);作品描述:竹材薄壁細胞,內含淀粉粒,淀粉粒形狀呈球狀、橢球狀,表面比較光滑,有質感。
【5北京科技大學 賈陽光】材料:二氧化鈦;儀器:SEM;作品描述:乍看起來這就像是《星球大戰》場景里的一片戰場廢墟,但實際上這是掃描電子顯微鏡下,二氧化鈦納米管層在被暴露于氧化腐蝕溶液之后的效果,廢墟上的納米管。
【6 NT-MDT中國 葛林(測試及渲染);新加坡國立大學 金中薇 ;南方科技大學 鄧俊鴻】材料介紹:鍍金玻璃基底上的開孔陣列。采用電子束刻蝕方法制備,金膜厚度120納米,制備后用于模糊態表面渦旋光束的分析。測試激光為633納米圓偏光,樣品孔徑300nm,孔距600nm,收光高度距離樣品表面5微米。圖像尺寸50um×50um,512×512像素。【儀器設備】NT-MDT Solaris掃描近場光學顯微鏡(SNOM),配合NT-MDT公司MF113NTF光纖探針。【作品描述】佛影婆娑。請特別注意這不是一幅PS渲染作品,這是使用掃描近場光學顯微鏡設備對同一樣品成像,通過光纖探針收集打穿特定結構樣品后的激光衍射光場分布圖。激光除了能夠從設計的打孔位置透過之外,還能夠經表面等離子激元和衍射形成各種光斑花樣,SNOM設備可以分別提取距離表面不同高度的近場及遠場光強分布圖樣。經過嚴謹的模擬計算,看似簡單的開孔設計能夠映射出絢麗的光場。本圖片中打孔位置圓環形成高亮光斑環,環外衍射場出現了一圈形似帶著光暈的佛像圖案,沿光環翩翩起舞。
【7 哈爾濱工業大學(深圳) 劉加豪于福文】材料介紹:上下部分為Ag@Sn金屬粉末、中間為檸檬酸鈉晶體,傾斜52°拍攝。儀器:HitachiS—4700 掃描電子顯微鏡。作品描述:蕭瑟的曠野,貧瘠的土地,一株小草在倔強的生長,這是對生的渴望,對光明的向往。即使碩大的巖石擋住了那明亮的春光,但等著吧,等著吧,終究一天,小草會超過巖石,開出燦爛的的花來。
【8 華東交通大學 段輝 李宗霖 程自強】作品名稱《春天》,寓為生機。此為采用掃描電子顯微鏡(SEM, FEG Sirion 200)拍攝的水熱法制備的二氧化鈦(TiO2)。納米TiO2還具有很高的化學穩定性、熱穩定性、超親水性、非遷移性,所以被廣泛應用于抗紫外材料、紡織、光催化觸媒、自潔玻璃、防曬霜、涂料、油墨、食品包裝材料、造紙工業、航天工業中、鋰電池中。圖中的TiO2形狀像花,芳春因春天草木萌動,百草新生,大地草綠如茵,繁花似錦,故而得名。一年之計在于春,一日之計在于晨。春天是一個新的開始,我們要用自己的行動展現自己的生機活力。
【9重慶大學 陶瑩 李飛 指導老師:張育新】作品名稱《桃夭》:此為采用FIB/SEM雙束系統拍攝的Cu納米線上沉積片狀MnO2樣品,拍攝儀器:掃描電子顯微鏡,型號:Zeiss Auriga FIB/SEM,拍攝時間:2018年。“桃之夭夭,灼灼其華”,桃花的美麗自古就為人們所稱道。人們總愛將美麗的姑娘和桃花相較,似“去年今日此門中,人面桃花相映紅”,又如“南國有佳人,容華若桃李”,多么美好。若此生有幸能遇見一個如桃花般美好的姑娘,“之子于歸,宜其室家”,那會是何種幸運!
【10華南理工大學 蔡濰鍶】材料介紹:選擇性激光熔化成形的TiNi形狀記憶合金。設備:日本電子株式會社透射電子顯微鏡JEM-2100。作品介紹:迷宮。基體為B19’孿晶馬氏體相,右上角為高密度位錯,板條狀孿晶仿佛一副幾何抽象派美術作品,又像神秘的迷宮,體現了材料之美。
【11吉林大學 朗雪芹】原圖是在場發射掃描電鏡下的鈷酸鎳包裹鈣鈦礦復合材料的核殼結構組織圖。《繁華似錦》印入眼簾的就是一團團的盛開的花朵,錯落有致,使人如置花海。
【12陜西師范大學 梁作中】六角星形Co(OH)2/Co(OH)F復合材料,掃描電鏡(日立SU8020)拍攝,該材料是兩相組成,中心的軸部分是Co(OH)2,外圍的納米棒是Co(OH)F。
【13中科院上海硅酸鹽研究所 劉詩偉 潘孝輝】材料介紹:采用水熱反應法,于1M的NaOH溶液中,在鈦金屬植入體表面原位構建的納米TiO2。通過控制水熱反應溫度和反應物濃度,易于調控TiO2的微觀形貌。圖為TiO2納米片向納米線轉變過程中的電鏡照片,其中未完成納米線轉變的TiO2形成了兩種花球形結構。在鈦植入體表面構建納米TiO2,能模擬骨組織的天然納米結構,利于細胞的快速響應,對于研究植入體表面微觀結構調控骨免疫行為、促進骨愈合過程等基礎工作有重要意義。儀器:FEI場發射掃描電子顯微鏡。作品描述:山花繁時。寒冬既逝,東風入律。根莖雜土石,阡阡叢中綠。初春田野霽,山花正繁時。姹紫嫣紅的山花,交錯對生,描繪出一片欣欣向榮的春日之景。
【14 南京工程學院 姜通通 曾鈺涵 張天宇 指導老師:戴玉明】材料種類:金屬硫化物,具有優異的電化學性能,用于超級電容器電極材料的制備。一定濃度的氯化鉛、硫脲水溶液通過水熱反應獲得的沉淀物,烘干后制得硫化鉛粉末。設備:掃描電子顯微鏡SEM。作品寓意:假如生活欺騙了你,不要悲傷,不要心急,憂郁的日子里需要鎮靜。就像海草、珊瑚處在海底,感受不到陸地的植物所享受的陽光,但是它們依然向陽而生,綻放著自己的美麗。相信吧,快樂的日子將會來臨。一切都是瞬息,那過去了的,終究會成為回憶。
【15 南京工程學院 黃賀賀 顧志遠 左鵬】該圖為水熱法制得的CuPbSnS復合物,由掃描電子顯微鏡(SEM)表征。因其具有較大的表面積和良好的電化學性能,在電化學電容器上有著良好的應用前景。引意:其獨特的顯微結構,如同在電影《正義聯盟》中能打開“爆音通道”的天啟母盒。人類科技不斷發展,新紀元的產品越來越多,我堅信有一天,我們會依靠科技的發展,帶動人類文明巨大的進步。
【16 清華高端裝備院洛陽基地 任重陽】材料介紹:鎳鉻硼碳合金堆焊組織,該組織在硝酸酒精腐蝕劑下可以清晰地呈現片狀馬氏體以及枝晶間的共晶組織,且馬氏體呈現出五彩斑斕的色彩。儀器:Olympus金相顯微鏡。作品描述:七彩丹霞。共晶組織就像一片荒漠,在這荒漠中,鑲嵌著罕見的七彩丹霞地貌,為這片土地帶來別樣的生機。
【17 哈爾濱工業大學 蓋特】離子液體電沉積鋁。儀器設備:電化學工作站和蒸鍍設備。作品描述:《珊瑚》夏日里初見你,仿若一泓清泉流過心底,長在大海深處的你啊,纖塵不染、堅硬頑強。
【18 上海大學 江澤超】材料:M2052合金。儀器:BRUKER掃描電鏡。作品描述:多彩鵝卵石。原圖為經高溫氧化處理的M2052合金,氧化膜脫落后基體外部的Cu,Ni富集區的SEM形貌,在電鏡下看到其晶粒仿佛童話中多彩的鵝卵石一樣,一個個排列著,殘余的圓形氧化膜就像雨后落在卵石上的雨滴還沒有被蒸發,細長的就似天晴后小蟲子出來呼吸新鮮空氣,生氣勃勃。
【19蘇州大學 王金華】材料介紹:有機物微觀結構。本樣品為微波法制備MOF(金屬有機框架材料)過程中偶然得到的有機物形貌。儀器:Tecnai G2 F20場發射透射電鏡。作品描述:《恣意生長》灰色地帶,無盡荒原,恣意生長。荒原野草象征著強大的生命力,與環境的抗爭,適應環境,學會忍耐,也許無法改變世界,但終究會變得強大。
【20南京工程學院 相春旭 金文靜 許豪】本圖是PPB的分子晶體的SEM電鏡照片。PPB(芘硼酸環酯)是含有五元環狀硼酸酯的芘衍生物,主要表現出可逆的力致變色及氣致變色性質,并且在室溫下就具有很快地自回復能力。儀器:SEM。作品描述:《生命的姿態》在陽光都照射不到的深海里,一株散發著磅礴生機的水草正在翩翩起舞。沒有陽光為其照耀又如何?沒有魚兒與之共舞又怎樣?我自有“孤芳自賞又何妨”的豪邁。謹以此圖,來贊揚那些在困苦環境中尚自磨礪,厚積薄發的莘莘學子。青春就是舞動,生命本該如此姿態!
【21武漢大學 汪鑫】材料:蜜蜂眼部微剛毛結構,小蜜蜂有大智慧,不同部位的剛毛具有各異的微納米結構和獨特的功能,十分值得我們學習。儀器:掃描電子顯微鏡SEM。作品描述:作品名稱《豐收的小麥》微觀世界里的生物結構極盡自然的大智慧,筆直的軀干在這寒冷的冬日里簇成一片金黃的麥田,反射著和煦的陽光,被微風輕輕吹拂。它帶給我們科研人的是驚嘆,是喜悅,是模仿與借鑒,這是自然的回饋,好一個碩果累累的豐收時刻!
【22河北科技大學 孫信陽 秦雪明 胡希磊】 材料介紹:此為日本日立公司生產的高分辨率場發射掃描電子顯微鏡(型號:S-4800,field emission scanning electronmicroscope,FE-SEM )拍攝的Ti-20Zr-6Al-4V合金激光重熔層凝固組織。微觀結構由兩朵綻放的鮮花和金黃色的枝條構成,真實的反映了重熔層樹枝晶的形核、生長過程,對研究表層結構和性能具有重要的參考意義。作品名稱:《黃金寶樹》,寓意為力爭上游。我們在成長路上遇到了迷失與挫折,要義無反顧,勇于面對,力爭上游,這正是我們青少年所缺失的,正是需要鍛煉和培養的,它作為前進方向上的明燈,指引著我們的人生道路,當我們走向人生低谷的時候,勇于攀登,去尋找生命的曙光。
【23浙江大學 王潔如】用冷場發射掃描電鏡日立S4800拍攝。殼聚糖纖維:首先配制一定濃度的酸溶殼聚糖紡絲液,經離心、脫泡、沉降后,使用紡絲裝置進行濕法紡絲,殼聚糖溶液在凝固浴中發生凝膠化過程產生初纖維,然后通過轉速可調節的收集裝置對初纖維進行定向拉伸和有序的纏繞,再經清洗、干燥等步驟后即得殼聚糖纖維。兩條殼聚糖纖維相互交織,仿佛兩條舞動的紅色絲綢,與“一帶一路”的偉大戰略不謀而合。“一帶一路”是“絲綢之路經濟帶”和“21世紀海上絲綢之路”的簡稱;它承接古今、連接中外,賦予了古老絲綢之路嶄新的時代內涵。 “一帶一路”不僅為開放的中國走向世界提供了載體平臺,也牢牢地將中國夢和世界夢緊緊地連接在一起。兩條絲帶,仿佛一端連著中國夢,一端連著世界夢,不僅是實現中華民族偉大復興之路,也是沿途國家共同繁榮之路。我在平時的電鏡教學中經常接觸到亞非國家的留學生“。隨著“一帶一路”發展戰略逐步貫徹,相信學校在國際化的道路上,在建設世界一流大學的征途上定會取得更加迅猛有力的發展。
【24浙江工業大學 肖帆】材料:二氧化鈦。SEM: 捷克TESCAN / VEGA3。作品名:朔風如解意,容易莫摧殘。取自崔道融的詩作《梅花》,主體為純鈦片經表面處理得到的銳鈦礦型二氧化鈦層。實驗過程中,若鈦離子濃度控制不當,粒子易發生聚集,導致結合力下降,在超聲清洗中容易被破壞,故以此名表達實驗者的期待,恰逢冬日,亦應景:朔風如解意,容易莫摧殘。
【25中國科學技術大學 陸佩】作品簡介:將銅離子與鎳離子按照一定的比例配置成電解液后,在雙極電極體系下,施加一定的驅動電勢,鉑電極在最佳的梯度電勢下沉積生成鎳銅合金,在電子顯微鏡下可觀察到樹葉狀的微觀結構。拍攝儀器:SU8020場發射掃描電子顯微鏡。作品描述:《枝繁葉茂》“為草當作蘭,為本當作松。蘭秋香風遠,松寒不改容”,松柏,古往今來,不知有多少文人,歌以贊松,詩以詠松。它莊重肅穆、傲骨崢嶸,在嚴寒中而不衰,四季長青。我們在做科研的道路上,時常會遇到棘手的問題。面對這些問題,我們不應該放棄,要敢于接受挑戰,要有松柏般的精神。
【26重慶理工大學 湯議】作品介紹:材料成分及處理工藝Co25Fe25Ni25Ti25——600℃-12h;儀器:萊卡DMI5000金相顯微鏡。組織描述:表層金相組織,發現樣品侵蝕程度恰到好處,針狀馬氏體被清晰的顯示出來,馬氏體片中央的中脊線清晰可見。在中、高碳鋼,高鎳的Fe-Ni合金中形成溫度較低,呈雙凸透鏡狀。多數片狀馬氏體中間有一條中脊面,相鄰馬氏體片,互不平行,大小不一,片的周圍有一定量的殘余奧氏體。
【27山東理工大學 張學謙 王依山 王東慶 宋振濤 董星杰】拍攝儀器:SEM。材料介紹:作為層狀二維材料,MoS2是重要的固體潤滑劑和儲能材料,還可用做線性光電導體和顯示P型或N型導電性能的半導體,具有整流和換能的作用。具有層狀結構的MoS2可以合成出不同形貌結構的材料。圖中可以看出MoS2呈現花狀團簇,多個花狀團簇在一起,呈現出一副繁花似錦,百花齊放的畫面,正所謂“一花獨放不是春,百花齊放春滿園。草書知春不歸久,百般紅紫斗芳菲”,讓人不得不感嘆材料微觀世界的奇妙。MoS2材料的制備方法:MoS2材料的性質與其微觀結構精密相連,將一定量的鉬酸銨加入去離子水中,后加入硫脲攪拌均勻,采用水熱反應,通過控制實驗的溫度、時間和原材料成分比例即可得到MoS2材料,該方法操作簡單,易于制備不同形貌的MoS2材料。
【28重慶大學 張瑞雪 王恬 指導老師:張育新】作品名稱《舊時光》。此為聚焦離子束雙束系統拍攝的硅藻土上負載MnO2納米片的SEM圖片。拍攝儀器:掃描電子顯微鏡,型號:Zeiss Auriga FIB/SEM。該硅藻的電鏡照片好似一個用了很久的坐墊,毛絮都露在了表面,已經有了凹陷和破洞,但顏色依舊鮮艷如初,哪怕不能再使用,也足以讓人懷戀當時的美好。或許是在不經意間打開了一個陳舊的箱子,翻出了這件舊物,勾起了對往日的追憶,多年以后,依然無比懷戀那年的舊時光。
【29中國石油大學(北京) 施文可】材料:天然青海油菜花蜂花粉,產自青海。儀器:掃描電子顯微鏡(Quanta200F)FEI。作品描述:我以為它只是純的天然蜂花粉,沒想到混入了不知名植物花粉(油菜花粉遭到了未知物種入侵),就像人體組織的紅細胞與病毒。
【30東北石油大學 王冬悅】作品名稱《神經元》。采用日本日立公司S-3400NII掃描電子顯微鏡拍攝。材料為油田采油用的高分子聚合物,在銅基材表面涂膜風干固化后的微觀形貌。加上藍色底色修飾,圖片看起來像人的神經元網絡,神經元之間的聯系表現為彼此互相接觸,神經元樹突多而短,多分支,軸突很長,在其離開細胞體若干距離后始獲得髓鞘,成為神經纖維。