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Volume 17, Issue 39

在固体基质中，气泡的成核和生长是一个普遍存在的现象，影响许多自然和合成过程。然而，这种冒泡过程对于一般的表征方法来说几乎是“看不见的”，因为它具有本质上的多相性质，并且发生在非常短的时间/长度尺度上。使用原位透射电子显微镜来探索释放气态副产物的固体前驱体的分解，直接观察了限制在超薄2D薄片中的完整的纳米级鼓泡过程。这一结果表明，在密闭环境中，气泡的形成有三个步骤:通过spinodal分解形成的空穴，由空穴球化形成的气泡成核，以及通过聚结生长的气泡。此外，基于COMSOL模拟的系统动力学分析表明，气泡的生长实际上是通过相邻气泡在合并成一个之前形成亚稳态或不稳定颈来实现的。这种对受限几何结构中鼓泡机制的透彻理解，对于完善现代成核理论和控制先进材料(即拓扑多孔材料)制造中与鼓泡相关的过程具有重要意义。