颁奖词：“奕志同学在设计方面的工作是课题组对外合作的基石。无论是中国工程物理研究院、新加坡国立还是燕山大学，这些工作的开展都建立在脚踏实地的努力之上。从5年的研发历程来看，伟大的事业总是给予耐心和努力很多机会，平凡的工作中总是蕴含中不平凡的种子。”—— 提名人 王宏涛老师

张奕志，2019年交叉力学之星特殊贡献奖获得者，浙江大学交叉力学中心五年级博士研究生，研究课题是基于透射电子显微镜的准四维微纳米力学表征系统开发与应用。目前，张奕志以第一作者在Science China Technological Sciences期刊上发表2篇SCI论文。在攻读研究生期间，他致力于发展以精密压电纳米驱动为核心的X-Nano透射电子显微镜样品杆系统，通过机械、电气、电子硬件、软件等多个层次的探索，构建了成熟可靠的准四维微纳米力学表征系统，成功应用于本中心的多项探索性研究中。

张奕志同学近影

勤于动手

透射电子显微镜是一种具有原子级分辨率的观察设备，目前达到了0.1 Å。它是现代材料科学实验研究的核心设备。除了材料领域，透射电子显微镜还在生物、半导体器件等多个领域发挥重要作用。但是，与普通光学显微镜相比，透射电子显微镜在进行表征时，需要将样品区域置于高真空、强磁场的样品腔内，放在两片极靴之间的狭小缝隙中，难以灵活地操纵样品。若要原位观察样品在受压缩、弯曲等力学作用、光照、通电、加热等等条件下发生的变化，都需要选用特定的原位实验样品杆。而这些样品杆在提供原位加载功能的同时，往往难以满足大角度倾转样品的条件，对样品进行三维重构的结果带来较大误差。但张奕志觉得，世界上一种东西不存在，也许只因少了一个动手的人。

基于透射电子显微镜的准四维微纳米力学表征系统（X-Nano系统）。该系统包括X-Nano样品杆、控制箱、上位机及安装于上位机的X-Nano软件（上位机未在图中显示）

攻坚克难

为了解决难题，他在王宏涛老师的指导下，看到了原位实验与三维重构技术结合的可能性，抓住了微型纳米驱动器作为系统研发的技术核心，展开了技术攻关。借助本中心平台，参与建设了本中心的机械加工平台和电子设计团队，攻克了微型精密压电纳米驱动的技术制高点，主导研制出X-Nano系统。该系统在透射电子显微镜样品杆的细小内腔布置了递阶二级纳米驱动器，实现了绕样品杆轴向180°旋转及三方向平移的四自由度大行程纳米精度驱动。同时提供了透射电子显微镜下的纳米操纵原位实验功能和全角度倾转电子层析三维重构图像采集功能，并配套开发了包括压缩、通电、加热在内的多种原位实验板、控制箱及X-Nano软件，组成了样品驱动定位系统、角度位置传感与校正系统、压电驱动器控制系统和原位实验平台接口系统。

X-Nano系统的成功研制，为人们提出了准四维微纳米力学表征实验的概念，即结合透射电子显微镜原位实验技术和电子层析三维重构技术，获取样品受原位操作发生改变前后和过程中任意时间节点的三维模型，建立样品微纳米结构随时间演化的含空间三维和时间一维的四维模型（由于不能连续捕捉样品三维结构，所以为“准”四维）。准四维微纳米力学表征实验为透射电子显微表征提供了新手段，已成功应用于对金刚石变形与断裂机理的研究中。