分會

第四十四分會：納米碳材料

摘要

近年來電鏡技術的不斷突破使得透射電鏡能夠在原子尺度上揭示物質的精細結構和反應機理。然而，樣品制備仍是限制分辨率的首要障礙，亟需發(fā)展無背景的電鏡支撐膜進一步提高成像分辨率。傳統(tǒng)的無定形電鏡支撐膜具有不可避免的背景噪音，在電子束輻照下具有較大的樣品位移，嚴重降低了成像質量。為解決這個問題，我們發(fā)展了一種直接刻蝕法來批量制備高強度、表面潔凈的石墨烯載網。同時，我們揭示了懸空石墨烯支撐膜的破損機制及制備難點，發(fā)現(xiàn)石墨烯支撐膜在制備過程中容易沿著褶皺等線缺陷處發(fā)生破損；并通過調節(jié)石墨烯的層數和結晶質量調控石墨烯的薄內應力，獲得了高強度、高完整度（>90%）的大面積懸空石墨烯支撐膜。 相比于傳統(tǒng)的高分子輔助轉移法，直接刻蝕法制備的懸空石墨烯表面十分潔凈，石墨烯晶格的碳原子在高分辨電鏡下清晰可見，成像分辨率達到目前最好水平1.07 ?。通過石墨烯的表面修飾，能夠對懸空石墨烯的缺陷濃度和親水性進行調控，實現(xiàn)了單原子、納米顆粒等樣品的有效負載及原子級分辨成像。利用該石墨烯支撐膜進行冷凍電鏡成像，可實現(xiàn)超薄的玻璃冰的制備(厚度20-30 nm)，其中大部分蛋白顆粒吸附在石墨烯-水界面上，有效抑制了樣品吸附在氣液界面上的問題。相比于無定形碳膜，石墨烯支撐膜能夠顯著降低電子束產生的樣品位移，有利于提升電鏡成像質量。對該石墨烯支撐膜上負載的20S蛋白酶體進行三維結構解析，獲得了當前最高分辨率2.36 ?。

關鍵詞

石墨烯支撐膜;原子級分辨率;透射電鏡成像

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