中心在前期的理论和实验研究中，深刻体会到微纳米力学实验滞后于理论模拟发展，主要原因在于：1)传统固体力学实验方法较难在纳观及原子尺度探究材料结构与性能的力学原理；2)微纳米力学实验方法需要借助微纳表征与操纵等重要技术，要求力学家具有多学科融合的知识结构，增加了实验难度；3)微纳米力学相关高端实验仪器主要为国外厂商垄断，价格昂贵，而原创的实验研究需要原创的设备支撑。要突破瓶颈，就要充分借鉴材料、物理等学科的实验手段，拓展微纳米力学实验研究方法、领域以及内涵，以科学问题为导向自主研发实验仪器设备，才能使成果更具原创性与深远影响。高分辨透射电子显微镜具有多尺度（10-10m–10-5m）、多视角（明、暗场像，电子衍射，化学成分等）的实验分析能力，基于透射电子显微镜的原位微纳米力学实验仪器，为研究固体材料内部缺陷形成、演化及其对力学行为影响这一力学与材料交叉的关键科学问题提供了重要实验平台。

       基于多年研究工作成果与经验，在艰苦而漫长的试制过程中，克服了透射电子显微镜对于高真空、高稳定性、高控制精度以及透射电子显微镜样品腔室空间小（毫米量级）等难点，自主研发了基于透射电子显微镜的原位微纳米力学基础实验平台，该平台采取“分体式平台、模块化构造”设计思想，实现了功能模块化以及接口标准化，提高了系统稳定性、可靠性及扩展能力。通过模块搭建，快速实现多种原位技术耦合，例如，将三维纳米操纵与360o旋转耦合，研制了三维重构样品台，通过高精度（<1 nm）、大行程（>1 mm）、三自由度位移补偿方案解决了样品在大角度倾转过程中难以追踪的难题（透射电子显微镜高倍下视野仅数百纳米），简化微观组织结构三维表征。本研究提出原位透射电镜基础平台的总体设计思想和解决方案，通过模块化构造快速实现多种原位技术耦合，为力学、材料、物理、化学等学科提供了新的原位实验平台，推动了力学学科与其他学科交叉。

       基于以上基础平台，通过与其他原位模块相结合，我们提出了4D-TEM概念，并开发了相关设备，为观测三维结构动态演化奠定基础。

相关工作得到国家自然科学基金面上项目的资助。