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扫描电镜如何促进生物医学研究

生物医学研究是一个广泛的领域。 它描述了一个致力于研究生命过程，疾病预防和治疗以及与疾病和健康有关的遗传和环境因素的科学领域。而且，由于该领域的多样化，其研究所用到的设备也是相当广泛。 扫描电镜（SEM）作为这些类型的设备之一， 通过观察组织或器官结构，可以了解到可能的改变和疾病。 这篇博客通过介绍扫描电镜（SEM）在各个领域中的应用，来展示其强大功能，下面具体介绍三项科学研究。

用于制造能量收集器的PVDF-HFP纳米纤维的扫描电镜（SEM）分析

如今，能源收集正在受到研究界越来越多的关注，这一事实根据研究出版物数量的增长便可证实。 能量收集具有广泛的应用范围，从便携式电子设备（如腕带）到植入式起搏器等医疗设备。 在这个领域，研究人员将他们的注意力集中在满足严格要求的新能源采集器的开发上：他们需要体型轻巧，价格低廉且便携性强。 在这篇博客中，我们将讨论在PDMS和SF基材上制造由PVDF-HFP纳米纤维制成的能量收集器。 我们研究这些能量收集器的特点，以及扫描电镜（SEM）在这项研究中的作用。

为什么扫描电镜是纳米颗粒的重要表征技术

随着微观颗粒应用的持续增加，更加需要精确控制其性能。我们将解释为什么需要精确的监测和表征颗粒，以及说明扫描电镜是您的重要表征方法，特别是它的广泛用途和高分辨率。 “颗粒 (particle)”是一个很常见的术语，它表示材料中任何不连续的子部分。它的范围可以从亚原子尺度（大小10-15 m）到原子（0.3 Å）和分子（nm-μm）的微观颗粒，直到可以包括灰尘、油污、皮肤（mm-cm）的宏观颗粒，甚至银河系里的行星（地球约为106m）。因此，对“颗粒”精确定义是相当困难的任务。通常理解的粒子在尺寸和形状方面可能会有很大变化。 现在，我们专注上述的颗粒种类之一，微观颗粒。这一类颗粒是非常有趣的，因为它们有很多实际应用，例如陶瓷、食品工业、电子产品、聚合物和塑料、化妆品和制药领域。事实已经证明，这类粒子的尺寸和形状会影响对应的材料性能。原理上，大多数材料是依赖尺寸的；纳米级材料的物理性质可能与晶粒尺寸较大的相同材料的物理性质不同。这由以下几个因素决定。首先，当涉及到纳米维度时，经典力学不再适用，应该被量子力学替代。此外，比表面积大大增加，潜在地影响材料的某些特性（图1）。

微加工研究人员如何使扫描电镜来表征纳米结构

微加工能制造出微米尺寸的结构特征，是制造新一代半导体、处理器以及芯片实验室微流系统的关键工具，其中芯片实验室的微流系统建立在化学分析系统上，小到能够放在手心上。目前为止，微加工依赖于掩模技术，例如光刻，使得可生产结构的多样性受到了限制。然而，最新研究的微米尺寸的 3D 打印系统可以组装比以前尺寸更小的 3D 复杂形貌。 未来发展趋势 Tommaso Baldacchini 是 Newport 公司技术和应用中心（TAC）的一名微加工研究人员。在他研究激光辅助纳米微加工的工作中，飞纳台式扫描高分辨率专业版 Phenom Pro 型号扫描电镜是一个重要的工具。同大学里常见的实验室相比，Newport 公司的 TAC 实验室更小，但他们和学术界用户保持着密切的合作关系。TAC 为学术界很多研究领域进行实验、并加工微型装置与器件。 目前微加工发展状况 目前，大多数微加工以传统机械加工和光刻为主，这就是平板印刷技术。Tommaso Baldacchini 透露，光刻技术的确能生产十分精密的高通量结构，但是这种方法仅限于二维空间。Baldacchini 说：这就意味着加工错失了一整个维度。其他的局限性还包括： ·加工这些结构的仪器费用高 ·常常需要干净的工作空间 ·基板和材料种类仅限于硅和半导体 Baldacchini 提到：十分有必要去打破这些限制性的障碍，来发明一些新的微纳加工装置。 打破纳米微加工的障碍 在加工纳米微结构的过程中存在着许多挑战。这些挑战主要来自制造微结构的技术和结构自身特性（如大小，形状和表面积）。 激光辅助纳米微加工技术(Journal of Laser Applications 24, 042007 (2012))为建立纳米和微米尺寸结构提供了一整套独特方案。激光照射到样品表面会产生很多影响，包括局部发热、熔化、烧蚀、分解和光化学反应，进而可以获得一些例如石墨烯、碳纳米管、甚至聚合物和陶瓷材料形成的多种复杂纳米结构。 表征 当表征微结构时，拥有一个能在纳米精度下准确测量加工微结构尺寸的工具是十分关键的。有必要观察加工结构的拓扑形貌和均匀性，进而确保“构建”质量达到设计要求。能够表征新材料表面成分甚至是内部成分同样重要。