液体环境中纳米材料的生长与刻蚀过程会显著影响其尺寸、形貌和组成成分,从而决定其性能。为了以原子分辨实时可视化这些过程,原位液相透射电子显微成像技术得到了迅速发展,尤其是石墨烯液体池因其高分辨率、制备简便以及兼容常规透射电镜样品杆等特点,成为了强有力的研究平台。本综述首先总结了构筑石墨烯液体池的关键窗口材料——悬空石墨烯的制备方法,并介绍了多种类型的石墨烯液体池结构,在此基础上系统梳理了石墨烯液体池在揭示纳米材料生长与刻蚀过程中的具体应用。最后,本综述对基于石墨烯液体池研究所面临的机遇与挑战进行了展望,旨在为这一快速发展的研究领域提供全景式理解和最新进展的全面概述。

左图:用于透射电子显微镜原位观察纳米材料生长与刻蚀过程的石墨烯液体池的制备、构筑与应用;右图:从六个方面对代表性液体池(LCs)进行的比较分析。蓝色-氮化硅(SiNx)液体池。红色-石墨烯液体池(GLC)。绿色-碳膜液体池。成像分辨率反映了在液相 TEM 成像过程中可实现的空间分辨率。稳定性是指液体池在成像过程中的机械鲁棒性。效率描述了在单次组装中能形成多少个可观测的液体囊泡。多功能性描述了集成外部刺激(例如热、电、机械)的能力。简便性评估了制备的难易程度。兼容性是指液体池所能支持的材料和环境范围。