中国科学技术大学国家同步辐射实验室韦世强教授、吴自玉教授和微尺度国家实验室谢毅教授带领的联合研究团队在发展同步辐射原位X射线吸收精细结构谱学(XAFS)新方法以及与其它技术相结合的基础上，开展纳米材料的形貌、结构和性能调控的动力学研究，取得了一系列重要进展，研究成果先后发表在化学学科顶级刊物J. Am. Chem. Soc.（《美国化学会志》）上[132, 7696 (2010)；134, 9410 (2012)；134, 17997 (2012)]。 

创新性突破有以下几个方面：其一，发展原位XAFS实验新方法，揭示纳米材料的初期成核动力学机理。发展了原位XAFS实验新方法，通过实验观察到1 nm以下金纳米颗粒的初期成核过程，揭示了初期成核路径的动力学过程以及对纳米晶形貌控制合成的机理，相关研究成果发表在J. Am. Chem. Soc. [132, 7696 (2010)]上，受到国内外同行的高度评价和广泛关注。研究工作被权威综述杂志Chem. Soc. Rev高度评价为“该研究从实验上首次观察到了纳米颗粒液相合成中单体聚集成核的初期过程，将会吸引材料科学家的广泛兴趣”；其二，发展原位时间分辨XAFS/UV-Vis联用新方法，揭示纳米材料的形貌调控机理。设计了原位时间分辨XAFS/UV-Vis联用装置，研究了铂纳米颗粒在化学液相合成过程中的形成不同纳米颗粒形貌的初期成核动力学过程，观察到通过改变还原剂的强弱可以操纵还原反应初期成核的路径，即形成线性‘PtnClx’多聚体和形成球形零价‘Ptn’团簇，进而实现Pt纳米晶形貌的一维和零维形貌的控制合成[J. Am. Chem. Soc. 134, 9410 (2012)]；其三，利用原位XAFS/UV-Vis联用方法，揭示纳米材料的结构和性能调控机理。针对金纳米团簇的可控合成和结构控制这一新兴热点问题，利用原位XAFS/UV-Vis技术观察到利用溶剂交换反应能成功脱附由十三个金原子组成的纳米团簇表面覆盖的硫醇分子，导致金团簇原子排列的对称性从二十面体到立方八面体的转变，团簇整体的电子结构从类分子的半导体特性转变为金属性，从而使光学性质和电学性质发生突变（J. Am. Chem. Soc. 134, 17997 (2012)）。

以上研究工作极大地丰富了人们在金属纳米颗粒和纳米团簇成核、生长以及微观结构、性能转变方面的动力学机理的认识，提供了操控纳米颗粒和团簇初期成核过程直至控制它们形貌合成的新思路，为最终调控纳米材料体系的合成、结构和性能提供了有益的借鉴。这一系列研究成果表明，以国家同步辐射实验室为主体发展的同步辐射新方法在纳米材料的调控研究领域获得了突破，具有广泛的国际影响力。

在该项目的研究过程中，我室培养的优秀青年人才孙治湖副研究员和姚涛副研究员发挥了重要作用。该项研究获得了国家自然科学基金重点项目和面上项目、中国科学院重要方向性项目（Cluster）、科技部“973”项目、国家同步辐射实验室等资助。

（国家同步辐射实验室）