在液體環(huán)境下進(jìn)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(jié)構(gòu)、成分信息。然而，傳統(tǒng) tem 技術(shù)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(yīng)用于液體環(huán)境的研究。主要原因是在液體環(huán)境下進(jìn)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(yán)密的密封，以防止液體泄漏進(jìn)入 tem 系統(tǒng)。一旦液體泄漏，tem 內(nèi)部的真空環(huán)境將受到嚴(yán)重破壞，導(dǎo)致設(shè)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(chǎn)生大量自由基，這些都會影響圖像質(zhì)量和數(shù)據(jù)分析的準(zhǔn)確性。
此外，在液體環(huán)境下，研究者還需要解決如何實(shí)現(xiàn)靜態(tài)和流動條件之間的切換、流速的精確控制、壓強(qiáng)的調(diào)節(jié)以及液層厚度的控制等實(shí)際問題。這些問題都需要在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和進(jìn)行中謹(jǐn)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(yīng)用擴(kuò)展到如電池、電化學(xué)沉積、納米晶生長、生物材料等諸多領(lǐng)域。
液體環(huán)境下進(jìn)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(shù)(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(lán)色)隔離出一個微室，用以密封流經(jīng)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(yīng)用領(lǐng)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(shù)并持續(xù)進(jìn)行產(chǎn)品更新和迭代，致力于為科研工作者提供先進(jìn)的原位解決方案。公司的液相方案遵循 lcem 設(shè)計(jì)思路，經(jīng)歷了從最初代的 ocean 系統(tǒng)到當(dāng)前的stream 系統(tǒng)的多次改進(jìn)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(lǐng)域的挑戰(zhàn)。