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透射电子显微镜在现代材料研究领域中具有广泛的应用前景

发布日期: 2021-10-26
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  在透射电子显微镜中,搭建nano-lab,原位观察纳米材料在外场,如力、热、光、电、磁等作用下的行为,对于纳米材料研究者已经并不陌生。目前,原位电镜研究进行地如火如荼,并取得了很多令人瞩目的成果。今天,就为大家简单介绍一下原位透射电镜技术中的一种——液体环境透射电镜(LiquidcellTEM)。
  绝大多数的液体,包括水和其他有机溶剂,有着较大的饱和蒸气压,无法在透射电镜的高真空环境中存在,因此在研究液体环境中纳米材料的行为时,需要构建液体存放单元,将液体与电镜中高真空环境隔离开来,这就需要利用LiquidcellTEM。LiquidcellTEM实际上就是通过微纳加工,制作液体存放单元(Liquidcell),然后将它固定在普通样品杆或者液体样品杆头部,放入电镜进行观察。
  原位电子显微术通过对电镜中的样品施加外场刺激使得样品结构或形貌发生变化,同时利用透射电镜来研究样品变化的机制。这一技术的发展使得对静态物质的电镜研究发展到了对物质动态变化的观察。即使如此,所观察到的在电镜真空样品室中发生的物质变化与自然环境中的物质变化过程可能不尽相同,因为在自然环境中大部分物理、化学、和生物过程都发生在含有气体或液体的环境中。环境电镜正是为了解决这个问题而设计,通过对电镜样品室抽真空系统的改造或者对电镜样品杆的特殊设计,使得透射电镜中的样品可以处于气体环境或液体环境之中。这种电镜特别适用于与气-液-固体相互作用及反应有关的物理或化学过程并能揭示原子层次的反应机制,在诸如纳米材料生长、催化反应、纳米电学,纳米力学、以及高温相变等现代材料研究领域中具有广泛的应用前景和独特的价值。
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