在国家自然科学基金(10774053)和新世纪人才基金(080230)等支持下，高义华教授带领博士生孙敏和博士后苏俊，通过2年多潜心研究，融合热动平衡、力平衡和电平衡等众多基本物理原理和概念，在研制出的异形异标度新复合结构中，发现一种新效应—电液压膨胀效应(Appl. Phys. Lett. 99 (2011) 083112): 用电子束辐照直径为2微米的氧化硅壳层包裹的Ga微球时，Ga微球膨胀。此膨胀不能仅用电子束热效应解释，因为它是热效应的几倍甚至10倍。此反常大膨胀产生过程为: 电子束辐照使Ga原子外部电子得到足够能量, 以二次电子形式逸出，而不良导电的氧化硅包裹层又使得Ga微球不易从大地电镜回路中得到电子恢复为电中性，最终Ga微球表面分布了带正电的Ga离子，这些正离子相互排斥，导致巨大内压引起膨胀。如电子束强度为1728 A/m2时，达到3488大气压。此内压只需Ga微球原子总数中14.5 ppm的Ga原子，每个原子失去2个电子成为Ga离子并分布在Ga微球表面。
高教授课题组还发现，Ga微球的膨胀大小不与电子束的电流密度，而与电子束强度几乎成正比: 电子束强度越大，Ga微球膨胀越显著，Ga顶端沿氧化硅纳米管运行越远。由此可以通过控制电子束强度来控制膨胀移动距离，这为MNEMs提供了一种新的力效应工作机制。此机制与高义华、Yoshio Bando教授在2002年研制的Ga填充纳米温度计的热效应机制 (Nature 415, 599) 完全不同。除此之外，此工作还突破了其它常规定势思维，犹如在许多人只看见硬币的一面时，揭开硬币的另一面: (1) 得到有别于常规异质成分异质结的一种异形异标度的复合结构; (2)暗示许多纳米结构在电子束辐照时的断裂、变形等，原因不仅仅是温度升高, 极可能是由于带电引起的巨大压强造成; (3) 明确指出电子束的电荷效应可造成液体的膨胀，有时甚至比热效应要显著得多; (4) 没有利用电子显微学中电子与原子相互作用解微分方程的常规方法来求解电子运动，而是直接从宏观效果出发，抽象出一个崭新的电子回路模型并计算得出: 如在电子束强度为1728 A/m2 时，5毫秒内Ga微球表面可积累最终稳定电荷的99.9999812%电量。此电荷积累与Ga顶端膨胀运行同步，在电子束一旦照射到Ga微球上的同一时刻Ga微球膨胀。审稿人对此工作给与了高度评价：(1)有极大原创性 (Good piece of work with great originality); (2)是正需要的那一篇原始性地利用透射电镜研究(亚)微米结构的文章(This paper is a very piece of work with an original approach concerning the use of transmission electronic microscopy on micronics or submicronics structures)。

图1,(a-c)随电子束辐照强度增加，Ga沿纳米管膨胀变显著; (d)实验观测的总膨胀可分解为热膨胀与压强膨胀; (e)实验总膨胀与热膨胀、Hobbs’s热膨胀的比较。

图2,(a)随电子束辐照强度增加引起的Ga微球电容表面正电势和表面正电荷增加; (b)产生电荷示意图; (c &d)电路模型图计算电荷积累。