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热议中国电镜技术进展!ACAIC 2023 “电子显微镜创新论坛”成功召开
时间:2023-12-05 19:45 点击次数:114

  本届大会由中国仪器仪表学会分析仪器分会主办,吸引了全国500余位科技管理人员、专家学者和和仪器企业相关人员齐聚杭州,并组织了11个分论坛,聚焦分析仪器、生命科学仪器、电镜、半导体,以及核心零部件、临床诊断等主题。

  2017年其细分领域冷冻电镜的三位科学家共同获得了诺贝尔奖。当前,国内电子显微镜研制及应用现状如何,有哪些新的突破和进展?国内冷冻电镜平台建设和管理有哪些创新之处?围绕这些问题,11月30日下午,由北京大学冷冻电镜平台组织的“电子显微镜创新论坛”成功召开。

  北京大学冷冻电镜平台副主任/高级工程师郭振玺主持,邀请了9位致力于电子显微学技术研究的科研院所和企业代表分享报告。

  调控微观组织结构是先进性能优化的主要手段,长期以来材料微观结构与性能关系研究主要依靠离位表征,缺乏材料加工或服役条件下微观结构演变和与之相应的性能调控的全时空纳米分辨可视化过程信息。纳米分辨可视化原位扫描电镜的开发,实现了从纳米到宏观尺度可视化研究材料在高温受力条件下微观结构演变与力学性能间定量化关系,是优化材料制备工艺、质量检测、服役寿命评估、安全性评价重要科学手段。报告介绍

  了纳米分辨可视原位仪器最新进展、原位表征方法发展及其在合金研究中应用的最新成果。

  ,于2015年下半年论证建设,2017年开始运行。平台致力于打造国际一流的高端科研平台,为全校生命科学及相关学科提供全面的冷冻电镜技术服务,促进学科深度交叉融合,助力学校双一流建设。报告结合了郭振玺多年的工作经验,介绍了前沿冷冻电镜平台的规划建设,承担的重大建设任务,冷冻电子断层成像技术(Cryo-ET)流程等。

  (SEM) 是国之重器,也是精密仪器高端制造的典型代表设备,涉及到光学,电子光学,超高精密加工制造,超高精度机械装配等跨专业,跨领域专业知识。据介绍,NTS集团作为荷兰-埃因霍温高端制造工业的典型企业,历经80年的悠久历史,长期为国际巨头如ASML、赛默飞等企业提供超高精密零部件,超高精密运动模组,也着重助力中国本土扫描电镜迈向高端化,智能化,模组化。

  介观尺度表面形貌、成分、结构表征方面具有举足轻重的作用。然而随着对材料研究的深入,对扫描电镜的技术方法的要求也日益苛刻。扫描电镜透射化可以实现扫描电镜的透射成像功能(STEM-in-SEM)来获得体相二维投影信息,SEM-FIB重构进一步实现材料形貌的三维重构可视化,超低温冷冻平台科研实现电子束敏感材料无损制备,同时原位技术装置引入又可以实现材料外场下的动态形貌结构演变观察,这些最新方法极大地丰富和发展了现代先进扫描电子显微学。基于此,报告着重介绍了发展的STEM-in-SEM方法和SEM-FIB三维重构在弱衬度材料表征应用,以及循环条件下,全固态电池失效行为的原位研究等工作。

  2017年诺贝尔化学奖授予冷冻电镜领域3位科学家,冷冻电镜逐步的进入大众的视野。冷冻电镜的出现也填补了电子显微技术解析电子束敏感样品这一领域的空白。随着近几年冷冻电镜相关的硬件和软件的发展,冷冻电镜也逐步出现不同的选择,性能也褒贬不一。目前市场上的冷冻电镜主要分为热场和冷场,相机主要分为Gatan的K3和赛默飞的Falcon4i。袁青宁通过研究不同型号TitanKrios冷冻透射电子显微镜性能发现,Stage shift和AFIS数据收集方式对于数据质量影响不大;即使可以后期校准,coma会影响数据的质量;SelectrisX+Falcon4i可以和Biocontinuum+K3相机平分秋色;Selectris中slit的稳定性好于Biocontinuum。

  了国仪量子电镜的最新产品和技术进展,包括国产聚焦离子束电子束双束电镜和超高分辨扫描电镜。结合国仪可搭载的不同探测器,刘怡童介绍了在不同行业积累的应用案例,并表示国仪是一家可实现高度研发,生产制造可控的国产电镜厂商,国产电镜进入全新时代。

  显微成像技术(volume electron microscopy)可以在大三维空间中对样品进行纳米分辨率三维结构分析,获取样品内部结构的三维模型和各结构之间的位置关系、体积比例等信息,更加全面的反映样品超微结构与功能的关系。该技术已在神经生物学中成功解析了神经元的链接方式,目前正在快速的向细胞生物学、临床医学、植物学等多个学科发展。

  10-4Pa 等级的真空保护:样品台中心点位的温度可以在-150°C到+105°C间进行精准调控,实现低温保护和升华;配备预冷断裂刀;并可以选配离子枪溅射镀膜套件,含高功率离子枪和专利四靶材靶材托。此外,还可以根据用户既有设备选配或定制专用样品仓,实现和电镜或其他设备的无缝连接。

  在报告中总结了南方科技大学冷冻电镜中心大型仪器设备的状况、大型仪器设备平台开放共享管理系统及运行模式。从管理框架、开放共享等方面,探讨了南方科技大学冷冻电镜中心的管理及运行机制,并介绍了这方面的建设效果。

  本次“电子显微镜创新论坛”的召开将促进电子显微学技术交流及相关仪器产业发展、探索国产电镜相关仪器在前沿研究中的应用前景,激发创新思维,促进合作共赢,为电子显微学注入新的动力。

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