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在液體環(huán)境下進行透射電鏡TEM 觀察會帶來哪些挑戰(zhàn)?
借助透射電子顯微鏡(TEM)可以獲得原子尺度的結構、成分信息。然而,傳統(tǒng) TEM 技術受到了一些限制,其中之一是只能用來觀察超薄固體樣品,而無法應用于液體環(huán)境的研究。主要原因是在液體環(huán)境下進行 TEM 觀察會帶來兩個挑戰(zhàn):
其一,液體環(huán)境下必須確保嚴密的密封,以防止液體泄漏進入 TEM 系統(tǒng)。一旦液體泄漏,TEM 內部的真空環(huán)境將受到嚴重破壞,導致設備故障。
其二,液體中的大量分子會散射電子束,電子束照射液體會產生大量自由基,這些都會影響圖像質量和數(shù)據(jù)分析的準確性。
此外,在液體環(huán)境下,研究者還需要解決如何實現(xiàn)靜態(tài)和流動條件之間的切換、流速的精確控制、壓強的調節(jié)以及液層厚度的控制等實際問題。這些問題都需要在實驗設計和進行中謹慎考慮,以確保有效且可靠的液體 TEM 研究。
只有通過有效的方法解決上述問題,才有可能把 TEM 的應用擴展到如電池、電化學沉積、納米晶生長、生物材料等諸多領域。
液體環(huán)境下進行透射電鏡這兩個挑戰(zhàn)有沒有解決方案呢?
一種典型的解決方案就是液體微室電子顯微術(Liquid Cell Electron Microscopy, LCEM)。該方案的核心是使用上下兩層真空密封的電子透明薄膜(如圖 1 深藍色)隔離出一個微室,用以密封流經液體,同時又可以確保電子束的透過性。
圖 1. LCEM 的工作示意圖和應用領域
DENSsolutions TEM 原位液相系統(tǒng)
作為一家總部位于荷蘭的企業(yè),DENSsolutions 秉持著開放式創(chuàng)新理念,借助 MEMS 技術并持續(xù)進行產品更新和迭代,致力于為科研工作者提供先進的原位解決方案。公司的液相方案遵循 LCEM 設計思路,經歷了從最初代的 Ocean 系統(tǒng)到當前的Stream 系統(tǒng)的多次改進和升級。
下一篇,我們將從 Nano-Cell、原位樣品桿和供液系統(tǒng)三個方面對比 Ocean 系統(tǒng)和 Stream 系統(tǒng),以深入了解 DENSsolutions 是如何有效解決液相透射電子顯微鏡(TEM)領域的挑戰(zhàn)。
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