镁合金的实际服役环境和加工过程常会涉及高温（如航空航天装备部件、武器、发动机零件等）和气/液环境（如海洋、潮湿空气和人体内）或电流（电致塑性）。因此，研究镁和镁合金在多场耦合环境作用下的力学行为及内在机制，是本领域发展的重要方向之一。
本研究将发展和应用基于原位电镜的多场耦合测试方法，在力-热、力-气、力-热-气耦合作用下，在微纳尺度下原位定量地研究镁的力学特性及其内在微观机制，期望为新型高性能镁合金的研发提供重要基础数据。

基于透射电镜的原位测试，是将将对材料的力学试验（如拉、压、弯、循环加载等）搬到透射电镜中进行。同时，施加高温、气氛、电流等，模拟材料实际服役的多场耦合环境。可实时观测材料在受外界刺激下的响应，并把微观结构演化过程与力学数据对应起来，实现边测试、边观察、边记录，更直观、精确地认识材料的变形与损伤行为及其内在的物理机制，进而破解决定材料性能的关键“基因密码”。

随着科技的进步，功能器件逐渐微小型化，特别是芯片等大规模集成电路，其内部的材料尺寸已减小到微纳米。微纳尺寸的材料的性能常与宏观材料不同，且一般不能通过对宏观材料的性能进行外推而简单得到。因此，这就要求我们在前所未有的小尺度上研究、认识、理解、制造和使用材料。近年来，微纳尺度材料的性能已逐渐成为重点和前沿热点。

基于透射电镜的原位定量测试技术可以把复杂、多变、多因素耦合的实际服役条件解析为基本要素，把复杂的变形和损伤行为解析为材料中基本的物理过程，帮助人们定性或者定量地研究和揭示材料的基本力学特性。通过探究和理解这些关键基本要素的行为规律以及他们的组合特性，最终实现对高性能长寿命材料的设计与制备并预测其在复杂服役环境中的行为。

一方面，对于尺寸本身就处于微纳尺度的器件，这一研究方法和相关研究结果有望直接用来指导微纳器件的高性能、长寿命设计；另一方面，对于宏观材料来说，其变形和损伤的起源往往处于微纳尺度，因此，对微纳尺寸样品的原位研究可以帮助人们揭示材料变形和损伤的微观起源，进而为推迟损伤和延长寿命提供基础理论指导。

我们应注重原位技术在材料研发中的应用和启发意义，不忘初心：研究材料，是为了更好地应用材料！