4D XRD，从“看见结构”走向“理解变化”

近日，欧盟“欧洲地平线”计划下资助的项目 Lab4DMade 正式启动。该项目全称为 Laboratory 4 Dimensional X-ray Diffraction for Sustainable Materials Development，旨在开发下一代面向可持续材料研发的实验室四维X 射线衍射技术。

参与该计划的机构和企业包括 Xnovo Technology、ADVACAM、AXO Dresden、DESY、DTU Construct、Norsk Hydro 以及 Max Planck Institute for Sustainable Materials 等机构和企业。

作为项目合作伙伴之一，ADVACAM Cameras 将以其先进探测器技术参与这一前沿材料表征项目，助力新一代实验室 4D X 射线衍射成像方法的发展。

材料的性能，往往并不只由其化学组成决定，更与其内部晶体结构、晶粒取向、局部应变、相分布、缺陷以及微结构演化密切相关。

对于固态电池、光伏材料、先进金属材料、增材制造材料等方向而言，科研人员真正关心的并不只是材料在某一时刻“长什么样”，而是材料在加工、加载、加热、充放电或服役过程中，内部结构如何变化。

这正是 4D X 射线衍射成像的价值所在。

x、y、z 三维空间信息 + time 时间维度。

也就是说，研究人员不仅希望看到材料内部的三维结构，还希望进一步观察材料微结构晶格参数、应变状态、相结构和衍射峰随时间发生的变化过程。

从静态结构到动态演化，从二维截面到三维晶体学信息，从单次测量到过程追踪，材料表征技术正在进入更高维度。

固态电池被视为下一代高安全性、高能量密度电池的重要技术路线之一，但其界面稳定性、局部应力和循环过程中的结构变化仍然是关键挑战。光伏材料则需要在效率、稳定性、缺陷控制和大规模制造之间取得平衡。材料内部的微结构、应变和相变化，都会影响器件的最终表现。

对于这些复杂材料体系而言，研究人员需要更深入地了解材料在真实工况或接近真实工况下的变化过程。

通过实验室 4D X 射线衍射成像，可以帮助科研人员在空间和时间两个维度上追踪材料微结构演化，从而为材料设计、工艺优化和性能提升提供更直接的实验依据。

长期以来，高端 X 射线衍射成像和晶体学表征能力与同步辐射等大型科学设施密切相关。这类平台具有极高的科学价值，但对于多数实验室和产业研发用户来说，使用机会、测试周期和实验条件都存在一定门槛。

Lab4DMade将推动相关能力向实验室场景延伸，使科研人员能够更便捷、更灵活地开展高水平材料表征研究。缩短材料研发周期，推动先进表征技术从前沿科研走向更多实际应用场景。

作为长期专注于光子计数探测器（又称混合像素X射线探测器）和辐射成像技术的企业，ADVACAM 的探测器能够对入射粒子进行高灵敏度探测，并广泛应用于材料分析、无损检测、X 射线成像、辐射安全等方向。

与传统积分型探测方式不同，光子计数探测器能够对入射光子进行逐个记录，并在像素级获取更加丰富的信息。这类探测能力，对于高通量、高精度 X 射线成像、能量分辨成像以及衍射相关应用具有重要价值。

在 Lab4DMade 这样的 4D X 射线衍射成像项目中，探测器的读出速度、灵敏度、能量分辨能力和稳定性，都是支撑动态材料表征的重要基础。

ADVACAM 的参与并不只是提供一个硬件部件，而是在这一前沿实验室方法走向应用的过程中，提供关键探测技术支撑。

作为ADVACAM在中国市场的重要合作伙伴，众星联恒将持续关注 Lab4DMade 项目的进展。

作为AdVisiones Technologies集团在中国及东南亚市场的长期战略伙伴与总代理商，众星联恒远不止于渠道。我们是技术价值的“翻译者”与“传播者”。我们深刻理解，将历经NASA、ESA任务验证的“太空级”成像能力，转化为服务本土高端制造、前沿科研、航空航天、生命健康及文化遗产保护领域的解决方案，需要不仅仅是引进设备，更需要深度的行业洞察、技术理解、工程集成、技术适配与持续的服务支持。所我们建立一个专业性技术和市场团队，及X射线现货库和分析实验室以更好的服务各领域的用户。我们X射线开放实验室，配备了多套先进的X射线光源系统、光学元件以及探测器，可支持包括X射线成像、相衬成像、衍射分析、荧光检测以及X射线源性能表征在内的多样化的测试、预研和论证工作。

众星联恒正致力于将AdVisiones集团的系统性创新能力，无缝对接到区域市场的具体场景中，与客户共同破解那些“看不见的难题”，以科学的力量，服务产业的发展。

未来，我们期待看到更多基于光子计数、像素化X射线探测器、4D X 射线衍射成像和动态材料表征的创新应用，在固态电池、光伏材料、增材制造、先进金属材料、半导体及高端科研仪器领域落地。

我们是一群对于极紫外、X射线技术充满热情的团队，如果你有任何疑问想要和我们交流、探讨，不要犹豫请直接联系我们。