“看见”铁氧化过程：首次在原子尺度揭示金属铁氧化机制

本研究基于金属铁氧化这一长期存在的核心科学问题，旨在突破传统方法无法实时观测原子尺度动态过程的局限。研究团队借助原位环境扫描/透射电子显微镜技术，首次在原子尺度实时观测了金属铁在氧气中的氧化全过程。结果表明，氧化首先由表面吸附氧诱导形成超薄FeO层；随后在FeO与金属Fe的界面区域发生结构重构和相变，生成Fe₃O₄，而非传统认知中的逐层氧化。最终建立起FeO/Fe₃O₄/Fe层状体系，揭示了界面驱动的氧化相变新机制。该工作深化了对铁氧化过程中相变规律和界面动力学行为的理解，为金属氧化与界面反应研究提供了全新实验证据和理论视角。