原位透射电子显微镜可以实现纳米尺度下很多材料的观察。然而,液体样品与透射电镜中的真空环境不相容,而电子束的辐照损伤对很多固体样品也是不利的。石墨烯只有一个原子层厚,同时具有极高的机械强度、导电性和对小分子的不渗透性,因此可以直接采用石墨烯封装液体或固体材料进行真空条件下的实验。这里以水和硫为例,展示了通过在两层石墨烯之间封装这些材料以进行电镜下的显微分析结果。文中通过石墨烯液体池(GLC),即将水封在两层石墨烯之间,以实现原位透射电镜下液体动态行为的观察。通过对电子束的精确调控可以控制水的辐解和凝结行为:若先在高电子剂量率下辐照液体,我们发现回到低剂量率后一系列纳米气泡在水中有序地析出并发生长大。界面反应是纳米气泡生长的限制因素,新生的气泡的生长会抑制既有气泡的长大行为。而以相对适中的恒定电子剂量率持续作用,气氛中又出现纳米水滴的凝结,并重复地长大/消失。对单个纳米液滴的轨迹追踪和关键步骤的细节捕捉可以进一步探究液滴的成核和生长过程。我们同样还研究了用石墨烯封装硫纳米粒子以降低被研究的硫颗粒在电镜下的辐照损伤。这种结构称为石墨烯-硫三明治结构(GES)。石墨烯作为保护膜不仅可进行硫的表征,并且这种三明治超结构可以用作加热的纳米级反应室。使用GLC和GES进行原位透射电镜成像,我们可以直接观察涉及气体、液体以及电子束敏感的固体等各类样品的动态过程。实验中观察到的新现象以及对细节的研究,增加了我们对纳米尺度下材料动力学行为的认识。实验结果对于研究纳米限域环境下气/液界面反应等重要过程具有参考价值,同时有助于深入理解电子束辐照效应对实验的影响。