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人心中的成見(jiàn)是一座山！場(chǎng)發(fā)射電鏡從“大而復(fù)雜”到“小而強(qiáng)大”

復(fù)納科技 2025-02-12 | 閱讀：211

在電子顯微鏡領(lǐng)域,，場(chǎng)發(fā)射電鏡一直被視為高端科研儀器的代表,。長(zhǎng)期以來(lái),，落地式場(chǎng)發(fā)射電鏡以其龐大的體積,、復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和昂貴的價(jià)格，在科研工作者心中樹立起了一座難以逾越的高山,。這座高山不僅代表著技術(shù)的巔峰,，更折射出人們心中根深蒂固的“成見(jiàn)”：高端儀器就必須是龐然大物，精密設(shè)備就注定與便攜無(wú)緣,。

part.01 成見(jiàn)的形成：場(chǎng)發(fā)射電鏡的“龐然大物”印象

落地式的設(shè)計(jì)確實(shí)滿足了早期場(chǎng)發(fā)射電鏡的技術(shù)需求,。龐大的真空系統(tǒng)、復(fù)雜的電子光學(xué)系統(tǒng),、精密的樣品臺(tái)等部件,，都需要充足的空間來(lái)布置。這種設(shè)計(jì)理念在特定歷史階段具有合理性,，但也無(wú)形中固化了人們的思維模式,。

科研工作者對(duì)大型儀器的依賴心理日益加深。實(shí)驗(yàn)室以擁有大型場(chǎng)發(fā)射電鏡為榮,，研究人員將操作復(fù)雜儀器視為專業(yè)能力的體現(xiàn),。這種心理進(jìn)一步強(qiáng)化了“大即是好”的成見(jiàn)。

part.02 突破成見(jiàn)：臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡的技術(shù)革新

隨著科技的進(jìn)步,，場(chǎng)發(fā)射電鏡迎來(lái)了革命性突破,，早在 2018 年，歷時(shí) 6 年的研發(fā),，飛納電鏡便推出全球首臺(tái)桌面式場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡,。先進(jìn)的真空系統(tǒng)和能譜一體化設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了小型化，智能操作界面簡(jiǎn)化了操作流程,。這些技術(shù)創(chuàng)新證明：性能與體積并非必然相關(guān),。

臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡的出現(xiàn)徹底顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知，它不僅體積小巧,，更能提供媲美大型儀器的性能指標(biāo),。操作簡(jiǎn)便性大幅提升，人人都可以操作,，維護(hù)成本顯著降低,。這些優(yōu)勢(shì)正在改變科研工作和企業(yè)研發(fā)的方式,，在日益競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，進(jìn)一步加速研發(fā)進(jìn)程,。

01 場(chǎng)發(fā)射電鏡也可以不受場(chǎng)地限制，安裝靈活

如今臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射的問(wèn)世,，使得場(chǎng)發(fā)射電鏡不再受場(chǎng)地限制,，高樓層或者產(chǎn)線旁都可以安裝，無(wú)需實(shí)驗(yàn)室的改造,，無(wú)需再額外購(gòu)置減震臺(tái)和磁屏蔽裝置,。這使得它能夠適應(yīng)各種實(shí)驗(yàn)室條件，大大提高了儀器的適用范圍,。例如,，在一些小型實(shí)驗(yàn)室或高樓層實(shí)驗(yàn)室，臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡可以輕松安裝并快速搬遷,，而落地式電鏡則可能因空間限制而無(wú)法安裝,，而搬遷往往變得非常困難，且需要巨額搬遷成本,。

放置于 7 樓的飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡

不需要減震臺(tái)和磁屏蔽系統(tǒng)

02 場(chǎng)發(fā)射電鏡也可以如“智能手機(jī)”般簡(jiǎn)單快捷操作

臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡,，任何人都能快速上手操作，如操作“智能手機(jī)”一般,。進(jìn)樣防呆設(shè)計(jì),，操作界面簡(jiǎn)單直觀，不用擔(dān)心因誤操作而損壞儀器,。這種設(shè)計(jì)不僅降低了操作難度,，還提高了儀器的使用安全性，以及設(shè)備的利用率,，使得更多的科研人員能夠輕松上手,，無(wú)需長(zhǎng)時(shí)間的專業(yè)培訓(xùn)和排隊(duì)預(yù)約。即使是沒(méi)有豐富操作經(jīng)驗(yàn)的研究生,，也能在短時(shí)間內(nèi)掌握儀器的基本操作,，快速投入到實(shí)驗(yàn)研究中。

飛納電鏡采用限高設(shè)計(jì),，超過(guò)高度的樣品無(wú)法放入電鏡,，避免誤操作的發(fā)生，保證了設(shè)備內(nèi)部探測(cè)器的安全,。

飛納電鏡采用限高設(shè)計(jì),，超過(guò)高度的樣品無(wú)法放入電鏡，避免誤操作的發(fā)生,，保證了設(shè)備內(nèi)部探測(cè)器的安全,。

03 操作電鏡像沖泡一杯咖啡一樣簡(jiǎn)單,、快速

臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡具有獨(dú)特的三級(jí)真空設(shè)計(jì)，標(biāo)配 15 秒快速抽真空功能,。裝樣品杯 > 關(guān)艙門 > 15 秒抽真空 > 40 秒成像, 只需 4 步,，數(shù)秒就便可以獲取圖像，不需要復(fù)雜的參數(shù)調(diào)節(jié),，操作電鏡就像沖泡一杯咖啡一樣簡(jiǎn)單,、快速。對(duì)含有大量氣體的泡沫狀,、凍干水凝膠樣品,，無(wú)需真空交換艙，仍可 30s 快速成像,。

這一特點(diǎn)大大縮短了樣品準(zhǔn)備和觀察的時(shí)間,，提高了工作效率。在實(shí)際應(yīng)用中,，研究人員可以更快地獲取樣品的微觀結(jié)構(gòu)信息,，從而加快實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和科研成果的產(chǎn)出。

04 臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射的分辨率可以滿足絕大部分測(cè)試需求,，且任何人都可以拍出高質(zhì)量圖片

傳統(tǒng)的落地場(chǎng)發(fā)射電鏡拍出高質(zhì)量圖片,，往往需要天時(shí)（電鏡型號(hào)配置高）、地利（場(chǎng)地震動(dòng)和磁場(chǎng)環(huán)境嚴(yán)格達(dá)標(biāo)）,、人和（專業(yè)的操作人員）,，才可以拍出高質(zhì)量圖片。飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射,，任何人都可以拍出高質(zhì)量圖片,，且可以重現(xiàn)結(jié)果。臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡的分辨率能夠滿足絕大部分測(cè)試需求,，這意味著在許多科研領(lǐng)域,，臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡完全可以替代傳統(tǒng)的落地式電鏡，快速提供高質(zhì)量的結(jié)果,。

腐蝕后的高溫合金 50,000x

納米材料 100,000x

正極前驅(qū)體 50,000x

陶瓷 50,000x

05 臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射也具有高配置的硬件和軟件

臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡自從問(wèn)世,，目前也歷經(jīng) 3 代更新,，配備了高配置的硬件，如 BSD（背散射電子探測(cè)器）,、SED（二次電子探測(cè)器）,、低真空系統(tǒng),、原廠集成 EDS 能譜儀，STEM（掃描透射模式）等,。各探測(cè)器工作距離一致,，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的成像和能譜測(cè)試。此外,，臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡還具備拓展的統(tǒng)計(jì)軟件和拓展的硬件,，進(jìn)一步增強(qiáng)了電鏡的分析能力。這些功能使得臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡不僅能夠提供高質(zhì)量的成像結(jié)果,，還能進(jìn)行多種分析測(cè)試，滿足不同場(chǎng)景的科研需求,。

臺(tái)式掃描透射電鏡

飛納臺(tái)式掃描透射電鏡 Pharos STEM 可靈活放置,，通過(guò)與傳統(tǒng)電鏡靈活搭配使用，可實(shí)現(xiàn)快速成像,、篩選樣品,，成為生物電鏡表征流程的加速器和催化劑。由于其操作簡(jiǎn)便性,，也可作為開(kāi)放自由上機(jī)或培訓(xùn)使用,。

ChemiSEM 技術(shù)

EDS 能譜儀在電鏡工作時(shí)始終在后臺(tái)收集成分?jǐn)?shù)據(jù)，利用算法同時(shí)處理 BSE 和 EDS 信號(hào),，從而可以實(shí)時(shí)顯示樣品的形態(tài)和定量元素分布結(jié)果,。簡(jiǎn)化對(duì)金屬、陶瓷,、電池,、涂層和軟材料等多種材料的復(fù)雜分析。

Phenom MAPS 系統(tǒng)

通過(guò)層級(jí)的方式,，實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的拍攝與數(shù)據(jù)回看Phenom MAPS 提供的是一個(gè)涵蓋所有樣品信息的數(shù)碼存檔,，從全面（宏觀）到具體（微觀）無(wú)所不包，徹底變革了傳統(tǒng)掃描電鏡的分析與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式,。并且,，多圖層數(shù)據(jù)可以包含能譜。

EBL 電子束曝光

利用電子束進(jìn)行微細(xì)圖案曝光和制造,。在飛納電鏡中直接利用電子束來(lái)進(jìn)行微細(xì)圖案的曝光和制造,。該技術(shù)能夠在納米級(jí)別上精確制造復(fù)雜圖形和結(jié)構(gòu)可應(yīng)用于包括微電子、集成電路制造,、傳感器,、生物醫(yī)學(xué)等諸多領(lǐng)域。

part.03 超越成見(jiàn)：科學(xué)儀器發(fā)展的新思維

場(chǎng)發(fā)射電鏡從落地式到臺(tái)式的演變,，不僅是一次技術(shù)革新,，更是一次思維革命技術(shù)創(chuàng)新,，需要突破固有思維的束縛，用戶需求的變化也在推動(dòng)著儀器設(shè)計(jì)的革新,。未來(lái)科學(xué)儀器的發(fā)展方向已經(jīng)清晰可見(jiàn)：小型化,、智能化、多功能化,。場(chǎng)發(fā)射電鏡的變革只是一個(gè)開(kāi)始,，這種趨勢(shì)將延伸到更多科學(xué)儀器領(lǐng)域，推動(dòng)整個(gè)科研生態(tài)的變革,。

它告訴我們：科學(xué)進(jìn)步需要不斷突破成見(jiàn),，創(chuàng)新源于對(duì)固有認(rèn)知的挑戰(zhàn)。在科研領(lǐng)域,，我們既要仰望星空,，也要腳踏實(shí)地，用開(kāi)放的思維擁抱每一次技術(shù)變革,。唯有如此,，才能推動(dòng)科學(xué)儀器不斷向前發(fā)展，為人類認(rèn)知世界提供更強(qiáng)大的工具,。