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20 世纪的人们在电话亭中言语的画面还历历在目,转眼到了 21 世纪,我们就已经用上了移动电话,不仅体积小巧,信号质量更好,而且功能愈加丰富。那么在这几十年的时间里,扫描电镜有没有变得更小巧、分辨率更好呢?
答案当然是肯定的。首先,我们来简单回顾一下扫描电镜的发展历史:
1953 年英国剑桥大学的麦哲马伦等人研制成功第一台实用型扫描电镜,分辨率达到 50 nm
1965 年英国剑桥科学仪器公司研制成功第一台商用扫描电镜 Mark I,其分辨率为 10 nm,从此揭开了扫描电镜研发、制造和应用的开端
1975 年美国将微型计算机引入到扫描电镜中,用于程序协调控制加速电压,放大倍数和磁透镜焦距的关系,二次电子图像分辨率可达 6 nm
2005 年美国发布全球第一台具有超高分辨率的带有低真空的场发射电镜,其分辨率为 1.0 nm
2010 年冷场扫描电镜的上市将分辨率提升到了 0.4 nm
由此脉络可以清晰地看处,随着科技的发展,扫描电镜的分辨率在逐渐降低并趋近于电子束波长(0.01-0.001 nm),其好处不言而喻——能够通过电镜看清楚更微小的物体,探索更微观的世界。
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世界第一台扫描电镜
说到扫描电镜的体积,您对其印象是否还停留在下图呢?
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如果是的话,只能说您已经 OUT 啦。早在 2006 年,飞纳就发布了首款台式扫描电镜(G1),开创了桌面式扫描电镜的时代。
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该电镜由台式主机外加一台显示器构成,主机尺寸仅为 286 mm*566 mm*495 mm,占用总面积不足 1 平米,分辨率却已经达到 30 nm。
2018 年,飞纳台式场发射扫描电镜横空出世,在同样体积的前提下将分辨率提升到了 2.5 nm,同时标配了背散射、二次电子以及能谱探头,成为了台式场发射电镜的开创者。
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那么我们不禁会问,提升分辨率的好处显而易见,那么将扫描电镜做到如此小的尺寸能够带来哪些好处呢?
1. 节省空间,降低实验室成本
落地式电镜一般都需要单独的房间安置,面积基本上为 20 平米起步,而且需要安装在震动较小的楼层,如果环境震动超标还需要购置防震台。相比之下,飞纳台式电镜的要求就没有那么严苛了,只需要一个不足 1 平米的桌子,并且不需要购买防震台。因此,台式电镜可以节约大量的空间成本。
2. 便于安装和运输飞纳电镜的硬件只有主机和显示器,接口都为防呆设计,根本没有错插的机会。基于上述设计,用户自己便可完成电镜的安装和拆解,甚至无需工程师上门,你敢相信在电镜界还有这样的神操作吗?
此外,飞纳电镜还推出了车载移动式扫描电镜,应用于刑侦、考古、地质勘探等现场,这些应用将设备便携性的特点发挥到了极致。
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3. 操作简单,降低实验成本硬件的简化必将带来操作的简化,只需经历 1-2 天的培训,就可以掌握飞纳电镜并独立操作。只需要装载样品,调节倍率、焦距、亮度/对比度,仅 3 分钟就可获取一张电镜图像。
因此可以将有限的时间和精力投入到样品的观察和数据的分析中,而并非用于装载、切换样品以及调节过程。
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4. 管理轻松,降低人力成本
落地式电镜往往需要专业人员管理,平均两周更换一根灯丝,同时需要清理阳极、光阑等配件,平时还需要购买惰性气体和液氮,每年还需定期维护保养。
而飞纳台式扫描电镜就非常任性了,从设计上就摒除了上述繁杂的操作,它不需要专业人员管理,不需要液氮和惰性气体,不需要清理阳极和光阑,只需2-3年(视具体情况而定)更换一次灯丝以及做一次维护即可,是不是很省心呢?
落地式电镜就好像是公共电话亭,它不是谁的专属,人多了就要排队等待,急用的时候又约不到,而台式电镜就是你的移动电话,招之即来,方便快捷。
你会选择哪个呢?
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