在波兰SOLARIS同步辐射中心ASTRA光束线上，一支跨学科研究团队对铜纳米颗粒及其氧化物在真实合成条件下的形成和改性过程进行了原位观测。研究人员利用X射线吸收光谱技术，跟踪脉冲激光照射液体中纳米颗粒悬浮液时发生的动态化学变化，为理解铜基纳米结构的生成机制提供了新的实验依据。
参与该实验的团队成员来自波兰科学院核物理研究所、军事技术大学、雅盖隆大学NCPS SOLARIS以及AGH科技大学。研究重点是脉冲激光辐照悬浮液技术在铜及氧化铜复合颗粒制备和改性中的应用。这种方法不需要表面活性剂或化学前体，被视为一种较为清洁的纳米材料合成路线，也有助于获得化学纯度较高的材料。
过去，这类材料往往在合成结束后再进行分析，许多短暂出现的中间状态容易“错过”。此次实验将观测方式推进到合成过程中，研究人员可以在激光作用进行时直接记录材料结构和化学状态的变化。XANES光谱测量在铜K吸收边附近进行，并采用适合纳米颗粒悬浮液研究的荧光模式。
为满足激光安全和连续监测的双重要求，研究团队还开发了专用实验装置：激光照射在独立腔室中完成，样品则通过封闭循环流动系统进入测量腔室。这样一来，实验既能保持安全隔离，又能持续捕捉材料在辐照过程中的化学变化。
研究人员考察了溶剂类型、激光脉冲能量密度等条件对铜氧化还原路径的影响，尤其关注Cu₂O与CuO之间的动态相变，以及包括Cu⁺离子在内的短寿命中间态。实验数据帮助团队分析氧化还原反应动力学，并进一步建立辐照条件与纳米材料最终结构之间的联系。
这项研究为更精确地调控铜纳米结构性质提供了参考，也为设计功能材料和异质结构打下基础。相关材料未来可面向催化、抗菌技术、能量转换以及环境友好型应用等方向开展进一步研究。ASTRA光束线上的实验也显示，SOLARIS设施适合用于纳米材料体系中动态化学过程的先进原位研究。
