在材料科学、能源催化、环境科学等多个前沿领域，精准解析物质的原子尺度局域结构是揭示材料性能本质、优化反应过程的关键。同步辐射XAFS（X射线吸收精细结构）测试技术，凭借同步辐射光源的高强度、高准直性等优势，成为原子尺度结构分析的“利器”。
核心原理：
要理解XAFS技术，首先要明确其核心基础——X射线吸收现象。当单色X射线穿过样品时，部分X射线光子会被样品中的原子吸收，导致透射X射线强度衰减。随着入射X射线能量的连续变化，吸收强度会呈现特定的变化规律，而XAFS正是对这一变化规律中“精细结构”的解析与应用。
XAFS的精细结构主要分为两部分：XANES（X射线吸收近边结构）和EXAFS（扩展X射线吸收精细结构），二者分别对应不同的结构信息维度。XANES位于吸收边附近（能量范围通常为吸收边前后数十电子伏特），其峰形、峰位与原子的氧化态、配位数、配位环境的几何对称性密切相关，可快速判断原子的化学状态与近邻配位的基本特征。
EXAFS则位于吸收边高能侧（能量范围为吸收边后数百至上千电子伏特），其振荡信号源于被激发的光电子与周围近邻原子的散射作用。通过对EXAFS振荡信号的拟合分析，可定量获取原子间距、配位数、无序度等关键结构参数，实现对物质局域结构的精准刻画。简单来说，XANES负责“定性判断”化学环境，EXAFS负责“定量解析”微观结构，二者结合构成了XAFS技术的核心优势。
技术应用：
同步辐射XAFS技术的优势在于“原子尺度”“元素选择性”“适用于多种物态”，因此在多个领域得到广泛应用。在能源催化领域，可解析催化剂活性中心的原子结构，揭示催化反应的微观机理，为催化剂的设计与优化提供理论支撑；在环境科学领域，可追踪重金属离子在水体、土壤中的赋存形态与转化路径，为污染治理提供科学依据；在生物医学领域，可解析生物大分子中金属离子的结合位点结构，助力药物设计与疾病机制研究。
更新时间：2026-01-06
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