能量过滤式透射显微镜

为了促进国内分析电镜技术的普及， 介绍电子能量损失谱仪硬件及应用发展， 美国 Gatan 公司与日本电子公司将与 12 月 2 日在上海交通大学举办能量过滤分析电镜技术讲座。 本次讲座特别针对能量损失谱仪（Electron Energy Loss Spectrometer--EELS） 技术 及透射电子显微镜技术， 邀请了美国 Gatan 公司、 日本电子株式会社（JEOL Ltd.） 的专 业技术人员， 向大家介绍电子能量损失谱仪及分析型电镜的先进技术， 将最新的信息分享 给国内的电镜用户。 除了国外专家分享电镜技术的发展现状之外， 我们还安排了现场上机演示环节。 包括能量 过滤元素面分布（EFTEM）、 扫描透射(Scanning Transmission Electron Microscopy, STEM)模式下利用 High-Speed Spectrum Imaging 与 DualEELS 技术进行成分鉴定及 物相分析等先进技术。上海交通大学购买了两台日本电子的球差校正透射电镜JEM-ARM200F,冷场发射和热场发射各一台，分别安装了聚光镜和物镜球差校正器，都配置了Gatan的EELS系统。

据JEOL USA消息, 美国德克萨斯大学埃尔帕索校区(UTEP)购买日本电子株式会社最新型300kV高衬度能量过滤冷冻透射电镜(cryo-TEM)JEM-3200FS用于结构生物学研究。包括日本电子株式会社最新开发的病毒自动分析软件(JADAS)。　　项目负责人是结构生物学家Dr. Ricardo Bernal and Dr. Chuan “River” Xiao：研究方向为单颗粒重构和断层扫描显微分析(single particle reconstructions and tomography)，该研究组还将同时引进大分子NMR，大分子x射线衍射仪等大型设备。　　使用冷冻透射电镜JEM-3200FS的研究包括测定感染并杀死细菌的噬菌体和病毒的结构，从而找到因细菌耐药性而失去效力的抗生素替代品。还将研究引起人类50%以上感冒的小核糖核酸结构/受体复合物。附：December 16, 2009 (Peabody, Mass.) -- The University of Texas El Paso has selected a JEOL cryo-electron microscope for its emerging structural biology program to be housed in a new building planned for completion in 2011 on the UTEP campus. The JEM-3200FS that was ordered from JEOL USA is a 300 keV cryo-TEM with an omega energy filter for increased contrast and high resolution. The UTEP research program directed by structural biologists Dr. Ricardo Bernal and Dr. Chuan “River” Xiao, will utilize cryo-electron microscopy for single particle reconstructions and tomography. “This 300 keV field emission gun TEM will provide all the capabilities we need to establish a world class facility at UTEP,” Dr. Bernal said. “Our goal is to set up a structural biology program that includes macromolecular NMR, macromolecular X-ray crystallography, and cryo-EM.” Research projects for the new JEOL cryo-TEM include the structure determination of bacteriophages, viruses that infect and kill bacteria, in an effort to find alternatives to antibiotics which are losing their effectiveness due to bacterial resistance. The TEM will also be used to analyze the structure of picornavirus/receptor complexes, responsible for more than 50 percent of all human common colds. Other projects include the structure of ATPases and chaperonins. The expertise of Drs. Bernal and Xiao has resulted in collaborations on more than 12 research projects involving nine researchers across four departments and two universities. Research projects for the new JEOL cryo-TEM include the structure determination of bacteriophages, viruses that infect and kill bacteria, in an effort to find alternatives to antibiotics which are losing their effectiveness due to bacterial resistance. The TEM will also be used to analyze the structure of picornavirus/receptor complexes, responsible for more than 50 percent of all human common colds. Other projects include the structure of ATPases and chaperonins. The expertise of Drs. Bernal and Xiao has resulted in collaborations on more than 12 research projects involving nine researchers across four departments and two universities. In one of the largest instrumentation grants awarded to UTEP, the National Science Foundation will fund the purchase of the new high resolution, high performance cryo-TEM, which will be shipped from JEOL, Ltd. in Akashima, Japan. The JEM-3200FS will include an optional JEOL Automated Data Acquisition System (JADAS) specially developed for cryo-electron microscopy, and a high tilt tomography cryo-transfer system. The JEM-3200FS combines high resolution and 0-loss sample imaging with analytical performance in a 300kV class analytical TEM. The modular nature of the JEM-3200FS will allow easy adaptation to emerging and promising techniques, such as phase-plate microscopy using Zernike and electro-static phase plates. “This is one of the JEOL high end TEMs that is gaining widespread use in the U.S. specifically for cryo-tomography. We have worked closely with customers to develop more of the features structural biologists need,” said Dr. Thomas Isabell, Director of TEM at JEOL USA

中国科学院长春应用化学研究所高分子物理与化学国家重点实验室近期购买了日本电子株式会社（JEOL）的极低温透射电子显微镜JEM-3200FSC。该设备是世界顶级产品，其显著特点是①样品台具有双层冷冻保温设计，最内层的部分可灌入液氦，可在液氦温度下实现透射电镜的极限观察，最大程度地减小了电子束的热损伤效应；②独特的欧米伽能量过滤器可以把影响图像衬度的能量损失电子过滤掉，从而大大地提高样品的衬度和信息量，这些都是日本电子株式会社为高端研究开发的独有技术。 中国科学院长春应用化学研究所是集基础研究，应用研究和高技术创新研究为一体的综合性化学研究所，在国内外具有很高的影响力。该所的高分子物理与化学国家重点实验室定位于高分子科学的基础研究和高分子材料的高技术研究，选择高分子的高性能化、高分子复杂体系和功能高分子的分子工程为主要研究方向，以建设具有国际一流水平的高分子科学研究平台为目标。近年来，他们在高分子科学基础和应用基础研究方面取得了在国际上具有原创性的研究成果。不仅如此，在高分子材料应用研发领域，他们还获得了一批具有自主知识产权、有国际竞争力的重要成果，其中一些在产业化方面取得显著成效。在“国家化学学科重点实验室评估”中连续五次被评为优秀实验室。高分子样品的共同特点与生物样品很类似，都是由轻元素构成，经不住电子束的轰击和热损伤，图像衬度极差，为解决此类问题，必须对电子显微镜进行有针对性地设计和改进，而日本电子株式会社制造的JEM-3200FSC极低温透射电子显微镜正是突破了这些限制。JEM-3200FSC的引进标志着中国的冷冻电镜达到世界领先水平，为高分子材料的研究提供了一个新思路、高手段和高平台，必将进一步促进我国相关研究领域科研大发展。

波兰弗罗茨瓦夫科技大学正在建造拥有光透射电子显微镜的实验室。光透射电子显微镜（LightTEM）将使光动力疗法或光催化发展相关研究成为可能。该设备将配备控制电子束的精确系统和更敏感的探测系统，使科学家能使用更小的能量束并增加观测时间。光透射过程分析有助于科学家们研究光催化、等离子体等。同时，新设备将可用于开发新光动力治疗方法、针对抗病毒方法的超微结构研究等。科研人员已在《光诊断和光动力疗法》和《超微镜》上发表了其研究结果。注：本文摘自国外相关研究报道，文章内容不代表本网站观点和立场，仅供参考。

日本电子株式会社去年11月份初在第九届亚太电镜大会上发布了最新一代球差过滤一体化透射电镜JEM-ARM200F。它的加速电压为200kV，分辨率可达0.08nm，搭载一体化STEM球差过滤器，还可以加装TEM球差过滤器，操作简单，是目前为止分辨率最高的商业化透射电子显微镜。透射电子显微镜是材料科学领域最重要的研究工具之一，透射电镜使用的是磁透镜，而球差一直被喻为透射电镜的&ldquo 天敌&rdquo ，解决球差问题就可以大大提高透射电镜的分辨率并能大大增强对材料的综合分析能力。球差过滤透射电镜是目前世界上最先端的透射电镜，分为STEM球差过滤器和TEM球差过滤器两种，其中STEM球差过滤器在可以提高STEM分辨率的同时，进行原子级的成分分析。TEM球差过滤器则可大大提高TEM图像的分辨率。日本电子株式会社近年来在球差过滤透射电镜方面的研究，始终在走在世界的最前面，获得了大量的可靠数据。JEM-ARM200F的出现，必将为材料科学和电子显微学的发展起到更大的推进作用。JEM-ARM200F2009年4月全球开始接受订单，详情请咨询日本电子株式会社各地办事处。

项目编号：[350200]WSCG[GK]2022009 项目名称：嘉庚创新实验室透射电子显微镜货物类采购项目 采购方式：公开招标 预算金额：3500000元 包1： 合同包预算金额：3500000元 投标保证金：0元 采购需求：（包括但不限于标的的名称、数量、简要技术需求或服务要求等）品目号品目编码及品目名称采购标的数量（单位）允许进口简要需求或要求品目预算（元）1-1A02100301-显微镜透射电子显微镜1（套）是1、工作条件1.1 电力供应：220V（±10%），50Hz，1φ 380V（±10%），50Hz，3φ；1.2 工作温度：15℃-25℃；1.3 工作湿度：60%。2、透射电镜基本单元2.1 电子枪为LaB6或W灯丝，提供备用灯丝至少2根；2.2 TEM模式下分辨率：点分辨率: ≤0.30 nm，线分辨率: ≤0.15 nm；2.3 最高加速电压≥120 kV，提供最高加速电压下的合轴文件；2.4 TEM模式下的放大倍数范围至少满足x100–x650,000；2.5 照明系统束斑尺寸：对于W灯丝：80-4000 nm，对于LaB6灯丝：40-2000 nm，且照明系统束斑具有高的稳定度。2.6 具备高衬度成像模式以获得样品的更多细节和高分辨观测效果；2.7 具有合轴调整快速调用功能，透射/能谱分析/电子衍射分析三种模式仅需通过软件实现快速切换；2.8 具备会聚束电子衍射功能；2.9 配备全自动样品台：计算机控制，全对中，高稳定性，全自动马达样品台（至少4轴），支持单倾/双倾样品台，样品移动范围：X轴/Y轴≥2 mm；Z轴≥0.4 mm，样品台α倾斜角度：≥±30°；2.10 提供1根单倾样品杆，1根双倾样品杆；2.11 为保证不同用户的不同测试需求，电镜操作者可以根据需要，在透射、电子衍射等不同模式下设置一套或多套电镜状态参数，每套状态参数相互独立，可在使用过程中迅速切换调用。可设置任意多个用户，每个用户之间的参数设置相对独立，同时还可以相互调用。3、高速高分辨CMOS相机系统3.1 为保证成像质量，应配备一体化底装高灵敏度的CMOS相机；3.2 相机应具备高的像素数，其中最高像素数≥2048×2048，并可实现在不同像素数下的拍照和视频录制；3.3 相机的计算机平台应为Win10的64-bit，图像储存格式多样，如TIFF，BMP，JPEG，PNG等；3.4 相机具备直接拍摄电子衍射功能；3.5 相机具备自动对焦、自动对中、自动消像散等功能，提高样品拍摄的智能化和便捷化；3.6 相机应支持样品台导航功能，保证目标样品的快速定位和测试；3.7 支持DigitalMicrograph处理工具包进行数据处理，漂移校正，滤波，图像增强，图像裁切，可进行在线或后续的离线分析和数据处理。4、能谱仪系统4.1 探测器应具备高分辨、高信噪比和高稳定性且易于维护，SDD电子制冷探测器，无需其他辅助制冷手段，没有震动，探测器可自动伸缩，保护能谱仪免受高能电子辐照；4.2 能谱仪探测器应具有较大的有效面积，提高能谱仪计数率，保证有较强的接收信号，有效面积≥60 mm2；4.3 EDS系统应配备高的能量分辨率和大的元素分析范围；4.4 探测器具备防污染功能，减小样品对能谱仪的污染；4.5 能谱应用软件必须能够进行定性和定量分析。定性分析能够实现自动标识谱峰，也可手动选择元素标识谱峰，无禁止自动标定的元素；定量分析能够实现自动或手动对目标区域元素进行定量分析，可实现对测试样品任一区域、任一形状，任一面积的定量分析，获得原子百分比，元素质量比，元素重量比等多种形式的数据。能谱应用软件支持分屏显示及远程控制，支持中、英文等多种操作界面，可进行在线或后续的离线分析。5、系统配置5.1 具有高性能的硬件和软件配置，兼顾基本的原位实验。主机电脑内存RAM≥32G；显卡：显存≥8GB GDDR6，核心频率≥1845 MHz，显存位宽≥256 bit，视频输出支持DP/HDMI；CPU：主频≥3.7GHz，核心数量≥8核，线程数≥18线程，三级缓存≥20MB；固态硬盘容量≥3T，机械硬盘容量≥4T；数字化操作系统，Windows10的64-bit计算机控制系统，在用户图形界面上完成电镜的操作控制，支持包含高速相机软件、电子衍射分析软件、能谱软件等64位软件。5.2 提供足够的数量的数据处理软件拷贝（包含相机图片分析软件和能谱分析软件），方便后续对电镜测试数据进行处理，提供在线版license文件不少于1个，离线版license文件不少于6个。6、真空系统具有离子泵、扩散泵系统（前级机械泵）等，保证最优真空度，电子枪室≤1×10-7 Pa，样品室≤2×10-5 Pa。7、样品杆、存放架、套管、标样/标具、工具包7.1、提供原装单/双倾角样品杆，原装样品杆存放架，套管等至少一套；7.2、提供标样及耗材配件包，包含标样/标具，真空脂、密封圈、样品夹、样品杆固定螺丝等至少一套8、附件系统8.1 为保证透射电镜正常运行，必须配备相应的附件系统，包括稳定的电源供给，不间断电源设备（UPS），遇到断电，停电，主电源故障等不能供电情况，UPS立即切换工作，继续为透射电镜稳定供电至少2小时。此外，要求UPS设备对电压过高或电压过低都能提供保护；8.2 配备空气压缩装置；8.3 保证相机正常工作，配备空冷式循环冷却水装置；9、设备的场地动力条件要求9.1 提供设备的现场安装方案说明和图纸，主要包括设备占地面积、重量、动力要求（用电、用水、用气、尾排等）；9.2 根据设备安装方案对场地进行必要的改造、装修，使其满足设备安装要求；9.3 在指定实验室除就位安装，并负责完成该设备相关的二次配工程，包括用气、用水、用电、尾排等，保证设备能够快速定位安装投入使用。另外要确保该二次工程符合国家相关标准，能够保证设备安全正常使用。3500000 合同履行期限： 合同签订后 (180) 天内交货 本合同包：不接受联合体投标

在透射电子显微镜成像实验中，生物样品的成像操作为复杂，成像难度大。这主要是因为传统透射电子显微镜过高的加速电压引起的。上图为各种元素在传统透射电子显微镜的不同照射电压的反冲能量统计图。可以发现电子束加速电压在20kv就已经到达了碳碳单键的临界反冲能量，超过就很有可能使碳碳单键发生断裂，即使强的碳碳三键的临界反冲能量也仅仅在80 kV，这也是为何大多数生物样品在电镜观察的时候使用了透射电子显微镜的低电压80 kV。因此，传统透射电子显微镜在对由C/H/O/N等元素组成的生物样品进行成像时就需要使用重金属盐离子进行负染。负染是在使用传统透射电镜对生物样品成像时“不得不”采用的样品处理手段，负染的处理手段会带来诸多的问题。负染会导致生物样品制样复杂，样品容易产生收缩、膨胀、破碎以及内含物丢失等结构改变，重金属盐离子本身会对生物样品的形貌造成不可逆的损害，且负染液在电镜观察时容易产生“假象”。负染的操作对于制样者的要求较高，生物样品的种类多种多样，而每一种生物样品负染时佳的制样条件（重金属盐溶液的种类、浓度、染色的时间长短等）都不一样。这就需要制样人员根据各自实验室的条件，在长时间地摸索与多次地试错来获取佳的制样条件，大量宝贵的时间和样品就这样浪费在负染制样条件的摸索中了。Delong公司推出的LVEM5生物型透射电子显微镜，地解决了以上的问题。LVEM5生物型透射电镜采用的5kV低电压设计，对生物样品不会造成任何损伤，与传统高压电镜相比，低电压反而提高了生物样品成像的衬度/反差；无需重金属染液负染，对生物样品成像条件温和，摆脱了染液与负染过程本身可能对生物结构造成的损害，所得图像为“正像”，更加真实地展现生物样品的结构特征。 上图分布为传统电镜和LVEM5生物型透射电镜对未染色的小鼠心肌切片（上）和有机纳米颗粒（下）的成像实例。可以看到，传统高压透射电镜本身就会带来样品细节损失，在80-120kV下的透射电镜成像过程中，未染色的生物样品和大量十几纳米尺寸的颗粒会直接被“击穿”。而LVEM5生物型透射电镜采用的5kV低电压设计，不仅避免了传统高压透射电镜长时间照射对于生物样品的损害，还可以保留下更多地小有机颗粒图像，获得更多地细节。LVEM5生物型透射电镜可以对外泌体、脂质体、噬菌体、病毒、细胞切片等生物样品进行无负染成像，所得的图像衬度更高。如下图所示。 LVEM5技术特点：高衬度：低能量电子对有机分子产生更强烈的散射，具有更高对比度。无需染色：突破以往生物/轻材料成像需要重金属染色的局限性。高分辨率：无染色条件下能够达到1.5 nm的图像分辨率。多模式：LVEM5能够在TEM、SEM、STEM三种模式中自由切换。高效方便：真空准备只需要3分钟，空间小，环境需求低。易操作且成本低：友好智能化操作界面，低耗材，低维护费用，无需专业操作人员。

1、项目编号：JNSMX公标【2022】01号2、项目名称：高分辨率场发射透射电子显微镜设备采购安装3、预算金额：850万元4、最高限价：850万元5、采购需求：高分辨率场发射透射电子显微的采购、安装、调试及售后服务等，主要用途：精确测量碳纳米材料的厚度与层数；获得碳纳米材料的结晶度信息；获得碳纳米材料催化剂的相关信息，包括催化剂的纳米形貌、元素组成、元素分布、晶体分布等。本项目共一个标段（详见采购需求）。6、合同履行期限：合同签订后8个月内将所有仪器、设备送至采购人指定地点，并安装调试到位至验收合格。7、本项目不接受联合体投标。8、本项目接受进口产品。

项目号：CQS22A02476 采购执行编号：1708-BZ2200401621AH项目名称：透射电子显微镜采购采购方式：公开招标预算金额：5,000,000.00元最高限价：5,000,000.00元采购需求：包号：1包内容最高限价数量单位简要技术要求透射电子显微镜采购5,000,000.00元1套能量分辨率：≤0.8ev最高限价总计：5,000,000.00元本项目是否接受联合体：否

3月7日，“中国电子显微镜学会第十一届常务理事会”召开同期，由中国电子显微镜学会主办的“球差校正透射电子显微镜新技术及应用研讨会”在陵水举办，研讨会邀请数位青年专家代表以报告和座谈讨论的形式分享各自在球差校正透射电镜技术及应用方面的新应用进展。同时，出席本次研讨会的还包括中国电子显微镜学会常务理事代表、电镜类科学仪器公司代表等，大家在讨论环节，针对应用进展、仪器技术需求、更好合作等话题进行了深层次的交流探讨。研讨会现场中国科学院院士、浙江大学教授张泽致辞张泽院士在致辞中表示，电子显微学是一门涉及物理、化学等，且与电镜相关仪器设备紧密关联起来的交叉学科，交叉学科的发展，无论技术研究、方法学研究，还是仪器技术开发等，大家都需要互相支持、互相欣赏。其次，从电镜等设备引进时间分布来看，大家有先后，建议大家互通有无，共同发展。同时强调，仪器设备技术对于原创性、变革性成果至关重要，仪器设备的自主发展是学科将来更好发展的必经之路。最后表示，青年学者们的工作情况代表着中国电子显微学界发展的进展，希望大家在本次交流中收获进步，在进步中相互支持、共谋发展。报告人：浙江大学教授 田鹤报告题目：电荷与自旋相关局域有序特性的探索研究电荷与自旋相关局域有序特性对于进一步发现关联材料等的新奇物性具有重要意义，田鹤在报告中分享了团队十余年来，利用原子尺度电子显微技术方法研究电荷与自旋相关局域有序特性的一些探索。围绕电荷成像的瓶颈与关键问题、自旋成像的瓶颈与关键问题、涡旋电子探针问题、散射理论与实验设置问题等依次展开讨论。实现了电荷、自旋局域有序特性的一些探测，包括原子层面的电荷、轨道、自旋耦合，电荷、轨道、自旋等多自由度调控等。最后，田鹤表示，电子显微学方法的研究虽然周期较长，但是是值得付出一生的事业，这也呼应了那句古语“工欲善其事必先利其器”。报告人：中国科学院大学教授 周武报告题目：功能材料的单原子尺度谱学研究在催化剂中起到关键作用的可能是一些单个金属原子的原子尺度结构特征，所以除了看到这些单个金属原子，还需要分析这些金属原子的种类、这些单个金属原子跟周围其它非金属原子发生怎样的配位相互作用等。报告中，周武主要分享了团队近年来关于功能材料单原子尺度谱学的研究进展。研究主要基于独特的单色仪球差校正透射电镜开展，该电镜是国际上能量分辨率和空间分辨率最高的30kV低压电镜之一。报告首先介绍了孤立单金属原子谱学分析首要解决的孤立单金属原子成像问题，通过仪器方法的突破案例等分享了如何保证成像的质量。接着，讲解了进一步谱学分析的相关进展。并分享了利用这些方法应用于单原子催化剂等实际样品中的一些案例和取得的系列成果，说明了球差显微镜的重大意义。报告人：清华大学副研究员 陈震报告题目：Electron psychography for ultrahigh resolution imaging of atomic structure and spin texture陈震长期致力于开发新型电子显微学技术，尝试突破现有球差透射电子显微镜成像技术的极限，进一步提高球差透射电子显微镜的空间分辨率。报告主要分享了利用psychography（叠层技术）方法对原子结构和磁结构高分辨成像的研究。研究主要基于四维扫描透射电子显微术(4D-STEM)。陈震首先介绍了psychography方法的一系列优势，分辨率方面，基于球差校正高分辨的基础，进一步把球差透射电子显微镜的空间分辨率提高2.5倍，至0.3埃以下。他进一步介绍了psychography方法在电磁场成像方面的发展情况，并介绍了团队在超高分辨率的磁结构成像的最新进展：揭示复杂氧化物中最邻近的氧原子的分布细节，且精确测出铁原子间距。叠层球差透射电子显微技术在工程材料等领域有着广泛的应用潜力。报告人：北京工业大学 李志鹏报告题目：透射电镜原位原子尺度多场耦合研究平台开发及应用李志鹏博士长期致力于发展原子分辨的材料力学性能原位实验装置。他介绍了他参与发展的世界最先进（领先）的“球差透射电子显微镜力-热-电学实验装置”，可以实现原子分辨的单一（力、热、电）或耦合外场（力-热-电）原位实验。该类实验在原子尺度阐明先进材料结构-性能相关性，为高性能新材料开发提供关键实验数据和重要理论支撑。李志鹏博士介绍了多种球差电子显微镜原位原子尺度力-热-电单/多场耦合实验室的研发及其在金属、合金、半导体等多种材料领域和研究方向中的应用。其参与发展的多项成果在百实创(北京)科技有限公司转化，并推出INSTEMS系列球差透射电镜原位原子分辨力热电集成实验室系统。在高校与企业优势互补下，李志鹏博士进一步介绍了最近拓展的系列国际前沿新技术，例如原子级漂移校正技术等，这些项技术预计在今年成熟并推广应用。另外李志鹏博士也介绍了百实创发展的多个先进球差电镜功能化实验室（实验装置），如球差电镜霍尔样实验台、球差电镜多样品载具、透射电镜通用标准双倾样品杆等。报告人：浙江大学教授 余倩报告题目：金属力学性能和位错调控结构金属材料的应用广泛而重要，但长久以来，金属材料强度和塑形不可兼得的问题一直难以解决，这往往是由位错等缺陷导致的。余倩在报告中从三个方面介绍了其团队如何调控位错，进而改变材料的力学性能，以追求更高强度的前提下，保证足够的塑性变形能力。第一部分为加入微量合金元素，使得位错结构发生改变，产生一些新的交互作用；第二部分则通过大量的合金元素来制造无序结构，即利用近年国际前沿的复杂合金体系（高熵合金）去调控位错行为；第三部分是利用界面调控，即使用一种更强的显微结构界面进行位错形核与运动行为调控。报告人：南京理工大学副教授 周浩报告题目：原子尺度镁合金界面偏析及其形成机理研究金属纳米材料的概念已经被提出很久，但当前工程应用依旧困难，主要是剧烈塑性变形技术提出至今已35年，尚未解决；另外受限纳米晶体界面，界面稳定性低。周浩报告中针对以上问题，团队从镁合金入手，分享了工程材料提高界面稳定性相关的研究进展。研究以溶质元素的界面偏析调控界面结构，提高界面稳定性为金属材料纳米化提供了新的思路，具体结论包括孪晶界面的周期性导致偏析结构呈现显著周期性，具体晶格结构受元素类型、界面能等因素影响；晶界偏析也呈现显著周期性结构，偏析结构与热处理工艺无明显关系；Ag等低温固溶度低、扩散速率快的元素易于形成位错偏析等。仪器技术及应用交流环节，除了电子显微学前沿应用，大家也针对疫情下售后零部件供货周期问题、进口高端透射电镜功能附件的维修周期、高端电镜后台软硬件开放权限、国内产业化、人才培养、国内期刊发展、操作人员变动频繁等相关问题进行了广泛探讨。同时，中小国产科学仪器企业呼吁国家、高校、研究所等相关部门给予国产科学仪器企业与国际大公司在付款方式等方面同等的公平待遇。会后留影

近期，武汉大学打包采购了三台JEOL透射电镜，包括球差校正透射电镜JEM-ARM200F一台,场发射透射电镜JEM-2100F一台，120kV透射电镜JEM-1400Plus一台。 武汉大学是国家教育部直属重点综合性大学，中国最著名的名牌大学之一，是国家“985工程 ”和“211工程 ”重点建设高校。老一辈电镜专家王仁卉先生在全国乃至世界都有很大的知名度，电镜水平很高。2002年武汉大学曾经引进过JEOL生产的欧米伽能量过滤场发射透射电镜JEM-2010FEF，在没有球差校正技术的年代，代表了当时电镜的最高水平。甚至很多国外知名学者都慕名前来参观该仪器，为武汉大学增添了不少光彩，而武汉大学使用该仪器也发表了很多高水平的文章。十年后，武汉大学再次引进世界上最先进的球差校正透射电镜JEM-ARM200F,必将使武大的电镜水平更上一层楼。 JEM-2100F是日本电子的常规场发射透射电镜，以其良好的性能被称为世界标准。JEM-1400Plus是目前世界最新的120kV透射电镜，特别适用于生命科学研究。 JEOL是全世界最大的电子光学供应商，生产各种类型的电子显微镜。要了解电镜详细性能，请咨询捷欧路（北京）科贸有限公司及各地分公司。

p　　作者：汪玉玲/pp　　本文仅代表作者个人观点/pp　　如今的透射电子显微镜市场主流厂商包括日本电子，日立和FEI。除了上述三家之外，德国的蔡司(Zeiss)公司也在电子光学仪器领域占有一席之地。本文带你全面了解透射电镜厂商的前世今生。/pp　　span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong1 你不知道的日本电子株式会社JEOL/strong/span/pp　　首先介绍一下老大哥日本电子株式会社JEOL。/pp　　提起日本电子，大家应该都不陌生，目前在我国各大科研院所都不难看到JEOL电镜的影子。日本电子株式会社是一家世界顶级的科学仪器生产制造商。能在这么多的仪器制造商中鹤立鸡群室有原因的，日本电子有着非常丰富且高端的产品线，生产的都是技术含量非常高的科技产品，电子显微镜，核磁共振，质谱仪，X射线光电子能谱，俄歇电子能谱等。是世界上有且仅有的一家企业可以同时生产这些高端仪器产品的企业。/pp　　strong透射电子显微镜/strong/pp　　日本电子生产透射电子显微镜的历史算得上是非常悠久，它的前身是1949年5月在东京成立的日本电子光学实验室有限公司，成立同年就推出了第一代透射电子显微镜—JEM-1透射电子显微镜，见下图。/pcenterp style="text-align:center"img style="width: 500px height: 334px " title="" alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/65d5174298474dea9d7f6baf29abeb8c.jpeg" height="334" hspace="0" border="0" vspace="0" width="500"//p/centerp style="text-align: center "strongJEM-1透射电子显微镜/strong/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　其实，我们国家也在同时期开始了透射电镜的研发工作，算起来起步并不算晚，但是由于之后一些年的各种历史原因，不得不中断了。现在，日本已经是毫无疑问的电镜生产大国，而我们国家的电镜发展却只有个别在国家资助下的小规模研究(之后的文章会有专项介绍)，这么重要的科研设备掌握在别人的手里，为长远考虑，国产电镜的发展必须跟上才行。/pp　　1961年该公司正式改名为日本电子株式会社(JEOL Ltd.)，日本电子是在二战后开始透射电镜研发，并且是以电子显微镜起家的。六十余年的技术沉淀让它的电镜产品不断的发展壮大，逐渐得形成了它的品牌影响力，成为了全球市场市场上的领头羊。/pp　　2009年，日本电子成立六十周年庆，推出了当时世界上分辨率最高的商业化球差校正透射电镜JEM-ARM200F，透射模式分辨率达0.19nm，STEM-HAADF的分辨率可达0.078nm，这款产品大获成功，开启了球差校正的新时代。如下图，/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/1a4762c278d74239aa3a94f4b48213bc.jpeg" height="287" width="249"//centerp　　第一台JEM- ARM200F安装在德州大学圣安东尼奥分校University of Texas at San Antonio，2010年1月安装结束，二月初就获得了惊人的实验结果。该仪器展示了JEOL实打实的超级稳定性和超高分辨率。2010年，西安交通大学也购入了中国首台该型号的电镜，也是中国大陆第一台STEM球差校正透射电镜。之后，上海交通大学，武汉大学，东北大学，中国科技大学，中科院大连化物所，中科院物理所，神华集团低碳清洁能源研究所等也陆续上马。目前，中国大陆已经有十几台该型号电镜，相信前方大批的高能科研成果也正在路上……/pp　　2014年，日本电子再次引领潮流，发布了终极分辨率的大杀器——新一代球差校正透射电镜JEM-ARM300F，也称为GRAND ARM，这是一款300kV原子分辨级透射电子显微镜，是JEM-ARM200F的升级版，采用了日本电子独自研发的十二级像差校正器，分布率达到 0.05nm，STEM-HAADF的分辨率可达0.063nm，日本电子再一次把商业化的透射电镜推向了一个新的极限，巩固了自己在电子显微镜领域的世界领先地位。/pp　　strong日本电子的成功的原因/strong/pp　　1. 研发与制造技术的长期积累。一台JEM-ARM300F有三万多个零配件，最佳的电子显微镜表现能力要求每一个零件都能做到百分之百。/pp　　2. 销售和售后服务保障。日本电子有较为成熟的销售和售后服务渠道，可以保证高品质的维修配件的流通速度和高素质的产品服务工程师。/pp　　3. 电镜专业人才培养。日本电子虽然是一家仪器制造商，但是却在一直通过各种活动对青年科研人员提供资助，例如，风户研究基金会，早在1969年就成立了，目的就是鼓励和推广电子显微镜领域的学习和研究。/pp　　随着我国科技的逐步发展，中国的电镜市场已经越来越大，成为了全球第一大市场，但是中国所使用的透射电子显微镜却全部都是进口的，这种现象应该引起我们所有电镜小工匠们的深思。/pp　　span style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "strong2 关于FEI的那些“小事儿”/strong/span/pp　　接下来介绍JEOL在透射电镜领域最有力的竞争者——FEI。FEI是一家美国的高科技公司，是为全球纳米技术团体提供解决方案的创新者和领先供应商, “TOOLS FOR NANOTECH”，生产的产品主要面向半导体、数据存储、结构生物学、材料和工业领域。/pp　　strongFEI的透射电镜历史/strong/pp　　1971/pp　　FEI公司成立于1971年，仅从年份上上看，似乎它起步要比JEOL要晚很多，但是FEI生产透射电子显微镜的历史可不是从1971年开始的。要知道美国的FEI公司开始并不是做透射电子显微镜的，最初它只致力于提供高纯，单一取向晶体作为场发射材料。/pp　　1997/pp　　事情发生在1997年，香港回归了，这一年，除了这件大事还发生了一件小事：FEI和荷兰的飞利浦电子集团电子光学公司(PEO)宣布合并其全球业务，飞利浦电子集团成为了FEI的最大股东。由此FEI开始了电镜产业领袖之路。/pp　　1949/pp　　在透射电镜的商业化历史上，1949年有着重要的意义。飞利浦电子光学公司在这一年向世界推出了全球第一台商用透射电子显微镜 “EM100”，要知道JEOL的第一台JEM-1也是在1949年推出的。可以说，飞利浦电子光学公司一直是举世公认的电镜产业领袖之一。/pp　　2009/pp　　FEI公司最新发布第二代球差校正电镜Titan G2 60-300透射电镜，这是Titan系列电镜中一项革命性产品。FEI Titan系列产品是FEI的明星系列，自2005年推出，包括有Titan G2 60-300，Titan3 G2 60-300，Titan Krios和Titan ETEM (环境透射电镜)。该系列产品以其具有突破性的稳定优异的性能获得了商业上的巨大成功。/pp　　Titan G2 60-300它的STEM分辨率可达0.08nm，Titan3 G2 60-300可达0.07nm，它是世界上唯一能够同时实现亚埃分辨率及分析型机靴(S-TWIN)的透射电镜，而且是世界上唯一的300kV Cs球差校正透射电镜。/pp　　在我国，该系列的电镜普及率也是相当高的，清华大学，浙江大学，中科院金属所，重庆大学，西安交通大学，中南大学，东南大学，深圳大学，广西大学等科研院所及高校，都装备了该系列的球差校正透射电镜，随着国内科学技术的进一步发展，相信越来越多的镜子会在这片土地上生根发芽，开花结果。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　美国总统奥巴马曾经在西海岸技术巡视时去Intel，在他们的TEM实验室里亲自经历了一把，他说：“我看到了一些原子。”从图片上就可以看到，他使用的就是正是FEI Titan系列的球差透射电镜。/pp　　2016：FEI出嫁了!/pp　　与JEOL不同，FEI公司的发展历经多次的收购与合并，通过这样的强强联合，使自己的实力越来越强大。/pp　　1996年：收购美国ElectronScan公司及其“环境扫描(ESEM)”技术 收购位于捷克布尔诺的Delmi公司/pp　　1997年：FEI和飞利浦电子光学合并其全球业务/pp　　1999年：新的FEI购并美国Micrion公司/pp　　2002年：FEI收购Atomika (SIMS二次离子质谱仪)/pp　　2003年：FEI收购Emispec (ESVision)/pp　　2016年：FEI 正式出嫁。在2016年5月27日，赛默飞以交易最终金额为42亿美元的聘礼迎娶了电镜制造商FEI公司，这笔交易应该会在2017年年初完成，完成后，FEI将成为赛默飞旗下分析仪器业务中的一员。赛默飞是生命科学领域的领导者，FEI的电子分析技术的加入将与赛默飞的质谱技术结合。相信赛默飞也将利用公司的全球规模和商业化运作进一步推广FEI的产品。/pp　　未来的透射电子显微镜领域，可以预见FEI将在生物领域大放异彩，只是不知道那时候它家的产品该姓什么?赛默飞还是FEI?毕竟都是嫁出去的人了嘛!*(^_^)/*/pp　　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "3 无所不能的HITACHI——日立/span/strong/pp　　接下来主要来谈一下三家主要的透射电镜供应商的最后一家——日立HITACHI。如果说JEOL和FEI算是比较专一型的企业的话，那么Hitachi就是比较博爱了。/pp　　HITACHI/pp　　日立是日本的一家超级大国企，可以说它本身就是一个完整的工业体系，涉及的产业从核电站，铁路，军工，到家电，医疗，物流，通信，金融以及各种黑科技(^_?)☆，可以说是无所不做。他的总员工数约32万人，在日本是继丰田汽车之后的第二大的企业。/pp　　strong日立的历史/strong/pp　　日立的前身是久原矿业日立矿山附属的机械修理厂，1910日立制作所正式成立。在1920年，改组成名为日立制作所株式会社。同样，在之后的第一次世界大战及二次世界大战，给日立提供了很好的发展机会，生产各种军舰，坦克，发了战争财。到1944年，日立已经发展起来了，拥有了11家工厂。/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/fa3c45af7ced427d93e998728a129f11.jpeg" height="300" width="444"//centerp style="text-align: center "strong日立树—日立集团的统一品牌形象/strong/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　日立树位于夏威夷瓦胡岛，树龄120年，属于雨树，日立每年支付40万美元用于维持该树的摄影资格。日立树含义有几种说法，一般认为是日立有像大树一样广阔的事业群，不过，现在也有人解读为日立把非营利业务放置在巨大的树荫下藏起来。/pp　　strong日立高新技术/strong/pp　　如上所说，日立的产业和产品十分丰富，子公司也非常多。而日立的电子显微镜部门属于日立高新技术公司。/pp　　2001/pp　　日立高新于2001 年由日立制作所旗下的测量仪器集团、半导体制造设备集团及贸易集团Nissei Sangyo公司合并而成，日立制作所持有日立高新52%的股份。虽说“日立高新”只有十几年的历史，但是其实体则于1947年就已经存在了。现在的日立高新主要提供电子显微镜、全自动生化分析仪、通用分析仪器、半导体元器件检测设备等尖端技术产品，从近两年的市场表现来看，可以说日立高新还是相当成功的。/pp　　2012/pp　　从FEI的发展历史可以看到，并购是一个扩充核心业务、增强企业竞争力的重要策略。然而对于日本企业来说，并购并不多见。但是2012年日立高新的一个并购项目相当成功，2012年5月日立高新收购精工电子旗下全资子公司精工电子纳米科技，成立了日立高新技术科学。精工电子以光、电子线、X射线、热分析为核心技术，特别是它的聚焦离子束技术有很好的历史和评价。同年，日立高新就推出了实时三维结构分析聚焦离子束扫描电镜(FIB-SEM)新品NX9000。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　日立高新科学仪器营业本部本部长Okada Tsutomu曾说过，尽管日立高新的分析产品有很多，其他仪器的销售台数比电镜多很多，但是销售额却远赶不上电镜业务!可以看出，电镜业务的利润有多大，但是没办法，我们做不出来嘛!!!/pp　　日立透射电子显微镜/pp　　目前，日立高新在扫描电镜技术方面积累颇丰，成果也十分显著，但相比较来说，日立在透射电镜尤其是高端透射电镜技术方面却稍逊一筹。/pp　　2015：球差校正透射电镜/pp　　日立推出了一款球差校正透射电镜HF5000，虽然比其他两家企业稍晚一点，但是，这也标志着日立在电镜方面的水平和实力。这台球差校正电镜采用了日立高新经过考验而被认可的冷场发射电子枪技术，达到了亚埃级的空间分辨率(0.1 nm或更低)。另外，它的镜筒和样品台经过了重新的设计。该产品的推出使得日立高新形成了120kV、200kV、300kV全系列的透射电镜产品。/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/f71329b25fb3443482c4b6a5adba9477.jpeg" height="465" width="574"//centerp　　环境透射电镜/pp　　另一台比较成熟的商用电镜是日立原位环境透射电镜，可以通过特制样品台施加外场刺激，同时进行实时观察。三款环境透射平台分别为H-9500ETEM、HF- 3300ETEM/STEM/SEM，以及HF-3300S Cs-corrected ETEM / STEM / SEM。在我国，浙江大学、西安交通大学、北京化工大学都安装了该系列电镜。/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://5b0988e595225.cdn.sohucs.com/images/20180105/cd78ef2556b24502beb2733bb5af5d2a.jpeg" height="359" width="505"//centerp　　有人说：中国工业想要比过日本要先比过日立!确实，作为一个有完整工业体系的超级大公司，确实有很多值得学习的地方，中国工业还有很长的路要走。/pp　　strongspan style="background-color: rgb(112, 48, 160) color: rgb(255, 255, 255) "4 光学“大咖”——卡尔 蔡司/span/strong/pp　　世界上能生产透射电子显微镜的厂家并不多，除了上述三家之外，德国的蔡司(Zeiss)公司也在电子光学仪器领域占有一席之地。/pp　　蔡司公司是一家老牌光学仪器公司，蔡司的历史相比于其他几家公司的历史都来得悠久。公司名称起源于创始人，德国光学家卡尔· 蔡司(Carl Zaiss)，上图为蔡司商标的演变。最后一个大家一定很熟悉，在各种镜头，金相显微镜，扫描电镜上面你会经常见到。/pp　　strong蔡司的历史/strong/pp　　1846年，卡尔· 蔡司创立了一家精密机械及光学仪器车间，自此开始了蔡司的创奇时代。蔡司凭借其在光学领域的卓越品质，成功的经营了一个世纪，到二战以后，由于政治原因，德国被迫分裂，蔡司公司也被迫一分为二，之后，东德的产品冠名为Carl Zeiss Jena，西德产品冠名为Carl Zeiss，但东、西蔡在设计上都秉承了蔡司的优质传统。正所谓分久必合，到1990年，两个公司又重新重组成一个公司，总部设在奥伯考亨，东西合璧一直到今天，蔡司公司仍然是光学领域的执牛耳者。/pp　　strong你知道吗?/strong/pp　　蔡司公司还是一个非知名的军工企业。二战中德国的狙击枪，最先进的主站坦克 “豹”2A6，德国214型潜艇，性能超凡，他们都装备了蔡司公司的光学设备。因此，在战争年代，各国把光学工业列为战略工业，制造光学玻璃的原材料石英矿成为了战略物资，光学玻璃产业在军事领域的意义不亚于航天技术。/pp　　strong蔡司——光学领域/strong/pp　　在光学领域，蔡司是毫无疑问的独孤求败。一百多年来，蔡司光学显微镜在各行各业都展现了其强大的魅力。十九世纪末，Robert Koch博士利用蔡司显微镜发现杆菌是导致结核病的原因。1911年，挪威探险家首次踏上南极大陆，他当时用的就是蔡司的望远镜。可以说在医学，生理学，物理学，化学，军事，天文学等多个领域，都不难找到蔡司显微镜的影子。/pp　strong　蔡司——电子光学领域/strong/pp　　蔡司公司在电子光学领域却并不像它在光学领域如此出色。虽然蔡司公司有很悠久的历史，但是其在电子光学领域要晚于其他几家制造商，蔡司电子光学的前身为LEO(里奥)，在透射电镜领域有60多年的经验。蔡司的光学技术是有口皆碑的，它的电子束技术也并不差。在1949年，就制成了世界上第一台静电式透射电镜，1992年制成了第一台带有成像滤波器的透射电镜，2003年制成了第一台具有Loehler照明的200KV场发射透射电镜及第一台具有镜筒内校正Omega能量滤波器的场发射透射电镜。/pp　　目前，蔡司主要的一款透射电镜为LIBRA能量过滤式透射电子显微镜，(libra是天秤座的意思，不知道蔡司为什么以星座来命名他的产品，知道的可以留言给小编哦!)该电镜配备了独特的OMEGA二阶校正能量过滤器和Koehler库勒照明系统。该款电镜有两种配置：LIBRA 200 CS TEM以能量过滤型200KV LIBRA TEM为基础，做了物镜透镜的球差校正。通过使用校正器，可以采集分辨率0.7A的图像。 LIBRA 200 STEM具有为聚光镜配备的校正器，可以用于在扫描模式下对分辨率远远低于1A和极高分辨率下样品化学分析的成像，尤其是EELS。校正后聚光镜允许探针尺寸减小到1A，同时增大强度。此外，独特的单色仪把能量扩散减小到0.15eV。这对于材料科学的基础研究尤其有利(尤其是纳米颗粒的化学分析)。/pp　　蔡司的透射电镜普及率比另外几家较少，国外哈佛大学，德国马普研究所，国内的重庆大学等也装备了该系列蔡司透射电子显微镜。/pp　　透射电镜自发明之日起已经有八十多年的历史了，它的发明对人类的科技工作的贡献不容小觑，但是能成功的进行商业化生产的公司却不多，电镜生产之繁琐复杂可见一斑。除了上述四家公司之外，国内外还有许多企业在朝着这个方向努力，我们也期待电镜国产化的那一天。/p

2024年截止目前，我司已连续完成军事兽医研究院、复旦大学、香港城市大学、中国海洋大学共计4台LVEM5与LVEM25生物型透射电子显微镜的安装落户工作。同时，我司工程师对客户进行了生物型透射电子显微镜的专业操作培训，客户均可以独立操作使用设备。Delong Instrument公司推出的LVEM5&25生物型透射电子显微镜采用了5kV与25kV的低加速电压设计，对生物样品成像条件更加温和，摆脱了传统重金属染色在染色与负染过程本身可能对生物样品结构造成的损害，可以高效、高衬度地对生物与有机样品进行透射电镜成像。军事兽医研究院LVEM25生物型透射电子显微镜香港城市大学LVEM5生物型透射电子显微镜 中国海洋大学LVEM5生物型透射电子显微镜复旦大学LVEM5生物型透射电子显微镜 LVEM5生物型透射电子显微镜对生物样品和有机纳米颗粒等轻质样品成像衬度高、操作便捷且无需负染等优势，将协助军事兽医研究院、复旦大学、香港城市大学、中国海洋大学等高校及科研院所提高其在生物、医学、药学、材料学等多个研究领域的科研观测水平，助力多学科、多领域的科研发展。工程师现场安装调试LVEM5生物型透射电子显微镜 工程师在香港城市大学给师生培训LVEM5生物型透射电子显微镜 产品简介Delong Instrument公司推出的LVEM生物型透射电子显微镜（LVEM5&25E）采用了5kV与25kV的低加速电压设计，为生物样品的电镜成像提供最为便捷高效的解决方案。高衬度：低能量电子对有机分子产生更强烈的散射，具有更高对比度。无需染色：突破以往生物/轻材料成像需要重金属染色的局限性。 高分辨率：无染色条件下能够达到1.0 nm的图像分辨率。高效方便：真空准备只需要5分钟，空间小，环境需求低。易操作且成本低：友好智能化操作界面，低耗材，低维护费用，无需专业操作人员。LVEM生物型透射电子显微镜（LVEM5&25E）部分高分文献：[1] Babaei-Ghazvini A , Cudmore B , Dunlop M J , et al. Effect of magnetic field alignment of cellulose nanocrystals in starch nanocomposites: Physicochemical and mechanical properties[J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 247:116688.[2] Process Pathway Controlled Evolution of Phase and Van‐der‐Waals Epitaxy in In/In2O3 on Graphene Heterostructures[J]. Advanced Functional Materials, 2020.[3] Sun C , Ma Q , Yin J , et al. WISP-1 induced by mechanical stress contributes to fibrosis and hypertrophy of the ligamentum flavum through Hedgehog-Gli1 signaling[J]. Experimental & Molecular Medicine.[4] Wang H , Maimaitiaili R , Yao J , et al. Percutaneous Intracoronary Delivery of Plasma Extracellular Vesicles Protects the Myocardium Against Ischemia-Reperfusion Injury in Canis[J]. Hypertension, 2021.[5] Weiss M , Fan J , Claudel M , et al. Density of surface charge is a more predictive factor of the toxicity of cationic carbon nanoparticles than zeta potential[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2021, 19(1).[6] Wang H, Wang T, Rui W, et al. Extracellular vesicles enclosed‐miR‐421 suppresses air pollution (PM2. 5)‐induced cardiac dysfunction via ACE2 signalling[J]. Journal of Extracellular Vesicles, 2022, 11(5): e12222.[7] Su, Yu, et al. "Steam disinfection releases micro (nano) plastics from siliconerubber baby teats as examined by optical photothermal infrared microspectroscopy." Nature nanotechnology 17.1 (2022): 76-85.[8] Hrapovic S, Martinez-Farina C F, Sui J, et al. Design of chitosan nanocrystals decorated with amino acids and peptides[J]. Carbohydrate Polymers, 2022, 298: 120108.[9] Han, Dongni, et al. "Enhanced electrochemiluminescence at microgel-functionalized beads." Biosensors and Bioelectronics 216 (2022): 114640.[10] Chen, Rui, et al. "Delivery of engineered extracellular vesicles with miR-29b editing system for muscle atrophy therapy." Journal of Nanobiotechnology 20.1 (2022): 304.[11] Pizzi, Andrea, et al. "Emergence of Elastic Properties in a Minimalist Resilin‐Derived Heptapeptide upon Bromination." Small 18.32 (2022): 2200807.[12] Jiang J, Ni L, Zhang X, et al. Platelet Membrane‐Fused Circulating Extracellular Vesicles Protect the Heart from Ischemia/Reperfusion Injury[J]. Advanced Healthcare Materials, 2023, 12(21): 2300052.[13] de Medeiros T V, Macina A, Bicalho H A, et al. Engineering the surface chemistry and morphology of polymeric carbon nitrides towards greener heterogeneous catalysts for biodiesel synthesis[J]. Small, 2023, 19(31): 2300541. 部分用户单位：相关产品1、低电压台式透射电子显微镜-LVEM5（生物领域）

低电压台式透射电子显微镜-LVEM25是由Delong Instrument公司研发推出的新一代生物友好型透射电子显微镜，设备采用25kV的加速电压设计，对生物样品不会造成任何损伤，摆脱了染液与负染过程本身可能对生物样品结构造成的损害，可以高效、高衬度地对生物样品进行透射电镜成像。 近日，Quantum Design中国顺利将低电压台式透射电子显微镜-LVEM25安装于上海大学附属南通医院老年医学研究院，并为用户进行详细的仪器介绍和操作培训，其优越的生物样品、纳米材料表征特点将协助上海大学附属南通医院在老年病研究、外泌体等研究方向取得进一步发展。 上海大学附属南通医院低电压台式透射电子显微镜-LVEM25上海大学附属南通医院低电压台式透射电子显微镜-LVEM25培训现场上海大学附属南通医院低电压台式透射电子显微镜-LVEM25培训现场 Delong Instrument公司推出的LVEM低电压台式透射电子显微镜（LVEM5&25）采用了5kV与25kV的低加速电压设计，为生物样品的电镜成像提供便捷高效的解决方案。 高衬度：低能量电子对有机分子产生更强烈的散射，具有更高对比度。无需染色：突破以往生物/轻材料成像需要重金属染色的局限性。高分辨率：无染色条件下能够达到1.0nm的图像分辨率。高效方便：真空准备只需要3分钟，空间小，环境需求低。易操作且成本低：友好智能化操作界面，低耗材，低维护费用，无需专业操作人员。部分高分文献：[1] Babaei-Ghazvini A , Cudmore B , Dunlop M J , et al. Effect of magnetic field alignment of cellulose nanocrystals in starch nanocomposites: Physicochemical and mechanical properties[J]. Carbohydrate Polymers, 2020, 247:116688.[2]Process Pathway Controlled Evolution of Phase and Van‐der‐Waals Epitaxy in In/In2O3 on Graphene Heterostructures[J]. Advanced Functional Materials, 2020.[3] Sun C , Ma Q , Yin J , et al. WISP-1 induced by mechanical stress contributes to fibrosis and hypertrophy of the ligamentum flavum through Hedgehog-Gli1 signaling[J]. Experimental & Molecular Medicine.[4] Wang H , Maimaitiaili R , Yao J , et al. Percutaneous Intracoronary Delivery of Plasma Extracellular Vesicles Protects the Myocardium Against Ischemia-Reperfusion Injury in Canis[J]. Hypertension, 2021.[5] Weiss M , Fan J , Claudel M , et al. Density of surface charge is a more predictive factor of the toxicity of cationic carbon nanoparticles than zeta potential[J]. Journal of Nanobiotechnology, 2021, 19(1).[6] Su, Yu, et al. "Steam disinfection releases micro (nano) plastics from siliconerubber baby teats as examined by optical photothermal infrared microspectroscopy." Nature nanotechnology 17.1 (2022): 76-85. 部分用户单位：

透射电子显微镜是使用较为广泛的一类电镜，具有分辨率高、可与其他技术联用的优点。已广泛应用于医学、生物学等各个研究领域，成为组织学、病理学、解剖学以及临床病理诊断的重要工具之一。常规电镜样品制备包括常温化学双固定、常温脱水包埋、常规超薄切片、普通电镜观察几个步骤。样品制备过程历时约一周，超薄切片经醋酸双氧铀和柠檬酸铅染色后，电镜观察。所有操作均按照以下流程进行。一、试剂0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液Na 2 HPO 4 2H 2 O 35.61 g 或Na 2 HPO 4 7H 2 O 53.65 g / Na 2 HPO 4 12H 2 O 71.64 gNaH 2 PO 2 H 2 O 27.60 g 或NaH 2 PO 4 2H 2 O 31.21 g加双蒸水（ddH2O）到1000 mL0.1 mol/ L磷酸盐缓冲液（PBS）0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 250 mL加双蒸水到500 mL2 % 低温琼脂低温琼脂 1.0 g加双蒸水到 50 mL加热到沸腾，溶液均匀后备用1 % 戊二醛固定液25 %（m/v）戊二醛水溶液 2 mL0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 25 mL加双蒸水到50 mL1 % 锇酸固定液2 %（m/v）锇酸水溶液 10 mL0.2 mol/ L磷酸盐缓冲液 10 mL包埋剂A液Epon 812 树脂 50 mL十二烷基琥珀酸酐（modecenyl succinic anhydride, DDSA） 80 mL包埋剂B液Epon 812 树脂 50 mL六甲酸酐（methyl nadic anhydride, MNA） 44.5 mL2 ， 4 ， 6 - 三甲氨基甲基苯酚（ 2, 4, 6 - tridimethylamino methyl phenol, DMP-30 ）甲苯胺蓝染液甲苯胺蓝 1 g1 mol/ L NaOH 10 mL加双蒸水到50 mL混匀过滤后使用1 % 醋酸双氧铀染液醋酸双氧铀 0.2 g加双蒸水到10 mL封口膜封口，4℃避光保存1 % 柠檬酸铅染液硝酸铅 0.265 g柠檬酸钠（含2分子结晶水） 0.352 g加双蒸水到10 mL①① 配制铅染液时，要先加水6 mL，超声震荡30 min，使乳白色柠檬酸铅悬液充分混匀。然后滴加1 mol/L NaOH，并不是晃动，直至溶液变清亮。最后定容至10 mL。② 细胞样品处理和藻类及其他游离样品处理流程可相互参照，即细胞样品可以酌情使用琼脂铸模法取材固定，藻类及其他游离样品也可以使用血清预包埋法取材固定，总体视样品密度及其对于温度的耐受等条件而定。封口膜封口，4℃保存仪器修块机 Leica EM TRIM切片机 Leica EM UC6光学显微镜 Nikon 80i 及配套拍照系统DS-L1透射电子显微镜 JEOL-1230Gatan Bioscan Camera 792低电压透射电子显微镜 JEM-1230二、实验流程一、 取材与固定A. 植物样品1. 自来水冲洗表面泥尘后，使用灭菌水清洗2-3次，置于铺有预湿滤纸的培养皿中。2. 使用干净锋利的刀片切取目标材料，所取材料体积不大于3 mm3。切取样品时应注意动作迅速、减小损伤，避免来回切拉；使用的灭菌水及器具应4℃预冷，并在操作中尽量保持低温以降低组织细胞活性。3. 将切下材料放入装有预冷的戊二醛固定液的青霉素小瓶中后抽气，抽几次后轻摇小瓶，并打开瓶盖。重复2-3次，直到样品沉入瓶底。4. 室温静置1h，或摇床轻摇1h。5. PBS清洗3次，10min/次。6. 1%锇酸固定液固定1h。7. PBS清洗3次，10min/次。B. 动物样品1. 4℃预冷生理盐水冲洗组织块，迅速切取组织块，体积不大于3 mm32. 将切取的组织块投入装有预冷戊二醛固定液的青霉素小瓶中，并抽气直至样品沉底。3. 室温静置1h，或摇床轻摇1h。4. PBS清洗3次，10 min/次。5. 1%锇酸固定液固定1 h。6. PBS清洗3次，10 min/次。C. 单层培养细胞或悬浮培养细胞样品②1. 3000 rpm离心5 min，收集细胞样品，尽量多的吸弃培养液上清。2. 加入4℃预冷PBS液，充分吹吸混匀，静置4 min，3000 rpm离心5 min，吸弃上清。① 配制铅染液时，要先加水6 mL，超声震荡30 min，使乳白色柠檬酸铅悬液充分混匀。然后滴加1 mol/L NaOH，并不是晃动，直至溶液变清亮。最后定容至10 mL。② 细胞样品处理和藻类及其他游离样品处理流程可相互参照，即细胞样品可以酌情使用琼脂铸模法取材固定，藻类及其他游离样品也可以使用血清预包埋法取材固定，总体视样品密度及其对于温度的耐受等条件而定。3. 重复步骤2一次。4. 加入预冷的血清或蛋清，充分吹吸混匀，3000 rpm离心10 min，吸弃大部分上清，留少部分，吹吸悬浮沉淀细胞。（或离心后吸弃上清，留少部分上清，不悬浮沉淀细胞，视样品浓度而定）5. 缓慢加入戊二醛固定液，小心放入4℃冰箱，固定过夜。6. 吸弃上清，刀片小心划开离心管壁，用钳子拉开离心管，小心取出已凝成固体的血清包埋块。7. 使用干净的单面刀片或手术刀，将血清包埋块切成2 mm3左右的小块，取3-5个富集细胞样品效果较好的包埋小块继续下面实验。8. PBS清洗3次，10 min/次。9. 1%锇酸固定液固定1 h。10. PBS清洗3次，10 min/次。D. 藻类及其他游离培养样品1. 吸取2%低温琼脂液200μL到0.2mL离心管，并将离线管置于冰上，取10μL枪头迅速插入琼脂中并保持离心管竖直，且枪头竖直靠中的包裹在琼脂中。2. 静置1 min，待琼脂凝固后，小心拔出枪头，形成琼脂空腔，待用。3. 3000 rpm离心5 min，收集样品，尽量多的吸弃培养液上清。4. 加入4℃预冷PBS液，充分吹吸混匀，静置4min，3000 rpm离心5min，吸弃上清。5. 重复步骤2清洗，吸弃大部分上清，留极少部分上清液，吹吸悬浮样品。6. 使用10μL 移液器小心将样品加入已经制备好的琼脂空腔中，使样品充满空腔大部分，添加过程中尽量避免气泡出现。7. 吸取50μL溶化的琼脂，快速滴加到空腔琼脂上封口，冰浴5 min，待琼脂完全凝固。8. 使用单面刀片小心划开离心管壁，用钳子拉开离心管，小心取出已凝成固体的琼脂包埋块，稍作修葺。9. PBS清洗3次，10 min/次。10. 1%锇酸固定液固定1 h。11. PBS清洗3次，10 min/次。二、 脱水1. 按丙酮与灭菌水体积比3：7配制30%脱水剂。吸弃样品管/瓶中的PBS，快速加入现配的脱水剂（脱水换液过程禁止出现样品暴露空气中现象，可不全部吸完，略有剩余，使样品浸润；动作应迅速准确），室温放置或摇床轻摇45 min。加入按30%、50%、70%、90%、100%（v/v）的浓度梯度进行脱水。2. 配制50%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。3. 配制70%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。4. 配制90%脱水剂，快速换液，室温轻摇45 min。5. 使用纯丙酮快速换液，室温轻摇30 min③。6. 重复步骤5一次。三、 渗透包埋在此步脱水操作完成后即可开始配制渗透用包埋剂，以免安排不周。样品浸泡在纯丙酮中时间不宜过久，以免造成样品较脆，不利于超薄切片。1. 配制渗透用树脂包埋剂1) 取干净的10 mL注射器，拔去活塞，用封闭针头堵住注射口，放于通风橱中。2) 小心倾倒B液9 mL到注射器中；然后再小心倾倒A液1 mL。3) 插入活塞，堵住注射器后，颠倒摇匀至液体颜色均匀，无丝状液体。4) 小心拔去活塞，通风橱中操作，缓慢滴加14滴DMP-30。5) 插入活塞，堵住注射器后，颠倒摇匀至液体颜色完全均匀，无丝絮状分色，竖直放置待用。2. 按照包埋剂与丙酮体积比3：7配制30%渗透剂，快速吸弃样品管中纯丙酮并加入渗透剂，轻摇渗透3 h。3. 按照包埋剂与丙酮体积比7：3配制70%渗透剂，快速换液，轻摇渗透过夜。4. 重新配制包埋剂，并小心推按注射器，将包埋剂挤到包埋模具中至液面略凸。5. 解剖针挑取样品到纯包埋剂中，渗透3 h。6. 小心挑取样品，滤纸上稍微沾下吸弃部分粘附的包埋剂，轻轻放置到未渗透过样品的包埋孔中，小心将样品按到底，摆放好位置。记录各样品对应包埋块编号。7. 梯度温度聚合包埋1) 37℃烘箱中12 h，期间定时观察样品有无漂移现象，如有，则再次小心摆放样品位置。2) 45℃烘箱中12 h。3) 60℃烘箱中24 h。四、 修块与切片1. 拿到包埋块后检查样品位置是否得当，选取位置好的包埋块优先进行修块、切片。2. 粗修包埋块1) 使用六角扳手将包埋块固定在样品头上，露出长度合适。2) 将样品头固定在修块机上，体视镜观察修块，分四个方向将包埋块头部多余的包埋剂修去，暴露出组织块。3) 使用锋利的单面刀片修去组织块周围毛刺的包埋剂，使其四边光滑清晰。4) 卸下样品头装至切片机上，使用玻璃刀修片，直至样品表面光滑清晰。3. 半薄切片1) 将粘有水槽的玻璃刀装至切片机刀台上，体视镜下小心对刀，不时转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的距离相等。2) 转动手轮，使整个样品高于刀刃，点控制面板Start，设置切片区域上边界；转动手轮，使整个样品低于刀刃，点控制面板End，设置切片区域下边界。3) 手动步进刀台靠近样品，至出现彩色干涉光，继续步进刀台，并通过体视镜观察干涉光谱变化，直至干涉光消失。4) 转动手轮，使样品离开刀刃区域，使用滴管将干净的去离子水加到玻璃刀水槽中，体视镜观察直至液面略低于刀刃。5) 调整切片厚度与速度，按控制面板Run/Stop键，开始切片。体视镜观察可见900nm厚度切片反光为亮绿色。6) 待有切片下来形成4-6片的切片带，按Run/Stop键停止切片，体视镜观察下，使用睫毛笔将所需薄片拨离刀刃，并将所需切片聚拢一起。7) 用干净捞片环轻轻沾取切片所在区域，根据水膜表面张力捞取切片，放到干净载玻片上，酒精灯略微加热，使水蒸干，并对着光亮用记号笔标示切片所在位置。4. 半薄切片染色1) 吸取20μL甲苯胺蓝染液，滴加到载玻片放有切片的位置，室温静置30 s 。2) 去离子水冲洗玻片，直至不再有蓝色。吸水纸上沥干，酒精灯略微加热，加速切片上的水分蒸发。3) 显微镜观察切片质量和样品位置。5. 精修包埋块1) 移去装有水槽的玻璃刀，取下装有包埋块的样品头，装至修块机上。2) 根据半薄切片结果，使用新的锋利刀口，小心修理包埋块四边，使其尽可能的光滑、平整。6. 超薄切片1) 将钻石刀装至切片机刀台上，体视镜下小心对刀，不时转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的距离相等。2) 转动手轮，使整个样品高于刀刃，点控制面板Start，设置切片区域上边界；转动手轮，使整个样品低于刀刃，点控制面板End，设置切片区域下边界。3) 手动步进刀台靠近样品，至出现彩色干涉光，转动手轮，使样品上下移动，调整刀台左右角度及样品上下角度，直至包埋块整个表面与刀刃的干涉光谱颜色一致；继续步进刀台，并通过体视镜观察干涉光谱变化，直至干涉光消失。4) 转动手轮，使样品离开刀刃区域，使用滴管将干净的去离子水加到玻璃刀水槽中，体视镜观察直至液面略低于刀刃。5) 调整切片厚度与速度，按控制面板Run/Stop键，开始切片。体视镜观察可见70nm厚度切片反光为亮灰色及浅灰色。6) 待有切片下来形成10-20片的切片带，按Run/Stop键停止切片，体视镜观察下，使用睫毛笔将所需薄片拨离刀刃，并将所需切片聚拢一起。7) 用干净捞片环轻轻沾取切片所在区域，根据水膜表面张力捞取切片，轻轻放到干净载膜铜网上，用尖角滤纸靠近铜网边缘缓慢吸干水分。8) 轻轻移去捞片环，将载有切片的铜网放到铺有滤纸的平皿中，晾干待染色观察。五、 染色1. 醋酸双氧铀染色1) 按每片载网20μL染液的量吸取醋酸双氧铀染液，13 200 rpm离心5 min。2) 将放有切片的载网小心放到染色盘上，有切片面靠上，并稍微用镊子按载网边缘，使其与染色盘接触粘附牢固。3) 吸取20μL染液滴加到载网上面，盖上平皿防尘，室温染色30 min。4) 将染色盘整个放到装有去离子水的清洗缸中，轻摇清洗1 min。5) 小心取出染色盘，更换水洗液，轻摇清洗5min。6) 重复清洗2次。2. 柠檬酸铅染色1) 按每片载网20μL染液的量吸取醋酸双氧铀染液，13 200 rpm离心5 min。④2) 在放置染色盘的平皿中放入2片固体NaOH，用以吸收平皿中CO2气体。3) 吸取20μL染液滴加到载网上面，盖上平皿防尘，室温染色8 min。4) 将染色盘整个放到装有去离子水的清洗缸中，轻摇清洗1 min。5) 小心取出染色盘，更换水洗液，轻摇清洗5min。连续染色时，载网不需要从染色盘上拿下，清洗后直接进行铅染即可，但是铅染液要现用现取。6) 重复清洗2次。7) 小心夹取载网，放置到铺有滤纸的干净平皿中，晾干待电镜观察。六、 电镜观察1. 取出样品杆，打开样品夹，小心放入载网，合上样品夹，并转动样品杆，轻敲确保样品夹已准确固定载网。2. 将样品杆插入透射电镜样品室，开始抽气。3. 打开灯丝开关，等待检测电流出现后，打开观察窗开始观察。4. 先在低倍下找到切片，再高倍观察切片，寻找待看目标，仔细对焦。5. 将切片目标区域遇到观察窗中间后，调整灯丝电流密度为3.8 pA/cm2。6. 插入拍照CCD，Start View，微调焦距，Start Acquire 拍照。7. 拍照完毕，按格式需求保存照片到指定文件夹。8. 使用专用写保护闪存盘拷贝数据到公共电脑观察、使用。三、应用领域1、材料领域材料的微观结构对材料的力学、光学、电学等物理化学性质起着决定性作用。透射电子显微镜作为材料表征的重要手段，不仅可以用衍射模式来研究晶体的结 构，还可以在成像模式下得到实空间的高分辨像，即对材料中的原子进行直接成像，直接观察材料的微观结构。2、物理学领域在物理学领域中，电子全息术能够同时提供电子波的振幅和相位信息，从而使透射电子显微镜在磁场和电场分布等与相位密切相关的研究上得到广泛应用。目前，透射电子显微镜结合电子全息已经应用在测量半导体多层薄膜结构器件的电场分布、磁性材料内部的磁畴分布等方面。3、化学领域在化学领域，原位透射电子显微镜因其超高的空间分辨率为原位观察气相、液相化学反应提供了一种重要的方法。利用原位透射电子显微镜进一步理解化学反应的机理和纳米材料的转变过程，以期望从化学反应的本质理解、调控和设计材料的合成。目前，原位电子显微技术已在材料合成、化学催化、能源应用和生命科学领域发挥着重要作用。透射电子显微镜可以在极高的放大倍数下直接观察纳米颗粒的形貌和结构，是纳米材料Z常用的表征手段之一。4、生物学领域在生物学领域，X射线晶体学技术和核磁共振常被用来研究生物大分子的结构，已经能够将蛋白质的位置精度确定到0.2nm，但是其各有局限。X射线晶体学技术基于蛋白质晶体，研究的常常是分子的基态结构，而对解析分子的激发态和过渡态无能为力。生物大分子在体内常常发生相互作用并形成复合物而发挥作用，这些复合物的结晶化非常困难。核磁共振虽然能够获得分子在溶液中的结构并且能够研究分子的动态变化，但主要适合用来研究分子量较小的生物大分子。

p　　span style="color: rgb(112, 48, 160) "strong前言/strong/span/pp　　能源问题一直是困扰人类生存发展的终极问题之一，随着时代的进步，不断革新的科学技术为解决这一问题带来了曙光。其中电催化是目前有效的手段之一，涉及诸多新能源和环境保护的研究方向，包括燃料电池、水裂解、制氢、二氧化碳资源化利用等。其中，研究电化学催化剂的微观结构，并监测电催化剂在电催化反应过程中的结构演变规律，对于设计新材料、开发新能源具有重要的意义。/pp　　电子显微镜作为研究学者的“电子眼”，不但可以直接观察固体催化剂的形貌，而且可以在原子尺度提供催化剂的精细结构、化学信息和电子信息，对新型高效催化剂的发现、反应过程中催化剂结构演变及结构和性能之间关系的研究起到了重要作用。因此，电子显微学方法作为一种重要的表征技术在催化化学的发展中扮演着至关重要的角色。在过去20年中，电子显微学在电催化领域内也得到了广泛的应用。最近中国科学院金属研究所张炳森研究员课题组对电化学催化剂的透射电子显微学研究进行了总结，并指出了存在的挑战和未来发展方向。/pp　strong　span style="color: rgb(112, 48, 160) "1. 透射电子显微学方法对电化学催化剂的基本表征/span/strong/pp　　与材料研究中其它表征技术(如：X射线衍射、X射线光电子能谱、Raman光谱等)相比，透射电子显微镜具有很高的空间分辨率，可以在纳米尺度甚至是原子尺度下对催化材料结构进行研究，极大地促进了催化化学的发展。透射电镜目前已经发展为综合型分析电镜，从催化剂的微观结构，到化学组成，以及电子结构等信息都可以利用透射电镜分析获得。/pp　strong　1.1电化学催化剂微观结构表征/strong/pp　　电化学催化剂的微观结构，如：颗粒形貌、尺寸、暴露晶面、表界面结构等，对催化剂的性能有非常重要的影响，利用高分辨电子显微术(HRTEM)可以获得这些信息。值得注意的是，在负载型金属催化剂中，很多情况中会有很小的纳米颗粒和原子团簇存在，利用高分辨透射电子显微术(相位衬度成像)观察时可能会忽略这些信息，而利用高角环形暗场-扫描透射电子显微术(HAADF-STEM，Z衬度像)可以很容易地观察到这些颗粒的存在。目前，亚埃尺度分辨的球差校正透射电子显微镜的发展，实现了更好地在原子尺度下观察催化剂表界面结构，同时也促进了单原子电催化剂的发展。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f0f6b75a-dca5-4054-932d-4946fad9e0f5.jpg" title="1.jpg"//pp style="text-align: center "　　strong图1. 纳米颗粒的HRTEM图片：(a)多面体/strong/ppstrongPtNix单晶纳米颗粒，(b，c)多晶PtNix纳米颗粒，(d)核壳结构Pt/NiO纳米线，(e)PtNi合金纳米线，(f)锯齿状的Pt纳米线。(a，c)图中右下角插图分别是对应PtNix纳米颗粒的形状模型图和原子模型图，(a-c，f)图中右上角插图为对应纳米颗粒的傅立叶变换图。/strong/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/da1074c4-9a68-49ef-ad5c-007b7e4e4f96.jpg" title="2.jpg"//pp　　strong图2.(a)Pt/[TaOPO4/VC]-NHT的TEM图片，(b)相同区域的HAADF-STEM图片 (c，d)球差校正透射电子显微镜获得的高分辨HAADF-STEM图片：(c)核壳结构PtPb/Pt纳米片和(d)MoS2负载单原子Pt(左下角插图是相应的构型模拟图)。/strong/pp　strong　1.2电化学催化剂的化学成分及电子结构表征/strong/pp　　双金属及多元金属催化剂是电催化中常用的催化剂，其化学组成及元素的分布对于催化剂的性能也有着至关重要的影响。X射线能谱(EDS)分析不仅可以对电催化剂的化学成分进行半定量分析，同时利用面扫和线扫，也可以得到相应元素在催化剂颗粒中的分布情况。除EDS表征手段，电子能量损失谱(EELS)对催化剂中的元素组分进行定性、定量和元素分布分析等也具有独特的优势，尤其在分析B、O、N等轻元素时，与EDS分析相比，会得到更精确的信息。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/45b9bfc5-c80a-4c25-b99d-f4a411601a16.jpg" title="3.jpg"//pp　　br//pp　strong　图3.(a)PtNix纳米颗粒的HAADF-STEM图和EDS面扫图，(b)核壳结构Pt/NiO、PtNi合金、锯齿状Pt纳米线的EDS线扫曲线(插图中绿线代表对应的线扫轨迹)，(c)100 ?C水热条件下得到的B/P共掺杂有序介孔碳的TEM图片和B、C、O、P元素的能量过滤TEM图片。/strong/pp　　影响电化学催化剂催化性能的另一个重要因素是催化剂中原子的电子结构。EELS除了可以进行成分分析，其另一个重要且常用的功能是分析催化剂中原子的电子结构，从而可以得到相应元素的价态、配位情况等，进而获取相关信息，例如：负载型金属催化剂中金属-载体间电子相互作用，纳米碳材料中掺杂原子的种类及电子结构等。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/bcafabc9-8776-44d7-b3c5-0e6e40886088.jpg" title="4.jpg"//pp　　strong图4.(a，b)Pt-CeOx样品中Ce-M45边和O-K边的电子能量损失谱，(c，d)N-掺杂石墨烯样品中N-K边和C-K边的电子能量损失谱，(e，f)三种B-掺杂类洋葱碳样品中B-K边和C-K边的电子能量损失谱。/strong/pp　span style="color: rgb(112, 48, 160) "strong　2. “相同位置-电子显微学”方法(IL-TEM)用于电化学测试条件下电催化剂的结构演变研究/strong/span/ppstrong　　2.1 IL-TEM方法简介以及其在商业Pt/C电催化剂稳定性研究中的应用/strong/pp　　该方法通过将电催化剂分散在坐标微栅上，在透射电镜下准确记录反应前某一具体位置催化剂的微结构信息 随后将携带样品的微栅放到工作电极上，保证接触良好的前提下，将该工作电极置于反应环境中 待反应结束，将坐标微栅从反应体系中取出，并在透射电镜中根据具体的坐标定位追踪反应前记录的位置。通过反应前后、或反应中各个阶段相同位置催化剂结构对比和统计分析，揭示催化剂在反应条件下的结构演变规律，并结合性能测试结果精确阐述构效关系。IL-TEM方法最初应用于电化学反应体系，例如：德国马普Mayrhofer组和西班牙Feliu组等利用此方法研究了铂基催化剂在电化学处理过程中的微结构演变，如负载铂纳米颗粒的脱落、溶解、迁移、团聚长大以及碳载体的腐蚀等特征行为。通过对负载活性组分(纳米颗粒)以及载体(活性炭)结构演变的同时观察，并关联其性能，揭示了不同反应条件下催化剂的失活机制问题。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/571bfe7a-296b-4eef-a73c-e9eb15528350.jpg" title="5.jpg"//pp　　strong图5.(a, b)IL-TEM方法在电化学三电极测试体系中的应用示意图,(c-f)利用坐标微栅在透射电镜下通过依次放大追踪相同位置催化剂的微结构信息。/strong/ppstrong　　2.2 IL-TEM方法在电化学新材料体系中的应用/strong/pp　　各类新型纳米碳材料，如纳米碳球、碳纳米管、石墨烯等，具有优异的导电性、耐酸碱性以及较高的比表面积和丰富的孔结构等特点在能源转化领域得到了广泛关注。其本身通过杂原子改性作为氧还原和二氧化碳还原反应电催化剂被大量研究。除此以外，利用表面改性纳米碳作为电催化剂载体调控活性组分与碳载体间相互作用也是近几年新兴的研究热点之一，通过使用IL-TEM方法跟踪负载纳米粒子在改性碳载体表面的迁移、团聚和溶解等行为直观揭示不同表面修饰对电催化剂的稳定作用。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/f57af8d7-c227-4571-8e0c-ed72ae77f569.jpg" title="6.jpg"//pp　　strong图6. IL-TEM方法用于氮掺杂碳纳米球负载Pt催化剂在氧还原反应(左上)、氧官能团化和氮掺杂改性碳纳米管负载Pt催化剂在甲醇电氧化反应(左下)、及化学接枝法改性石墨烯负载Pt催化剂在氧还原反应(右)中的稳定性研究。/strong/ppstrong　　2.3 IL-TEM方法拓展应用于传统液相催化反应/strong/pp　　目前，IL-TEM方法已成功应用于电化学体系，直观揭示了不同反应条件中催化剂结构演变，以及碳材料载体表面性质对于负载金属电催化剂的稳定性影响及失活机制。而在环境电镜或原位透射样品杆中难以实现的传统液相催化反应体系中，IL-TEM方法也具有独特的优势。金属研究所张炳森、苏党生课题组在2016年底报道了此方法在液相催化反应(芳硝基化合物选择性加氢)中的应用，也是此方法第一次应用在传统液相催化反应体系中，通过研究反应条件下相同位置催化剂的结构演变过程，直观证明了氮物种的引入对负载的铂纳米颗粒的稳定性起重要作用，实现了铂-碳相互作用调节提升碳基负载型催化剂催化性能。该方法为精确研究液相催化反应中催化剂的构效关系，尤其是复杂液相催化反应体系，如固液、气液固等三相共存反应体系，探索复杂液相环境中催化反应活性中心的诱导产生、演变等行为规律提供了很好的手段，并更好地为新型高效催化剂的开发提供指导。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/64e15822-6ae3-433a-be3c-a0a0ff5988f2.jpg" title="7.jpg"//pp　strong　图7. IL-TEM方法在液相反应体系中的应用示意图(左上) 氧官能团化以及氮掺杂改性碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在反应前后的透射电镜对比图(左下) 氮掺杂碳纳米管负载高分散铂纳米粒子催化剂相同位置在不同反应时间的HAADF-STEM图(右图)。/strong/ppstrong　　/strongspan style="color: rgb(112, 48, 160) "strong3. 原位电化学样品杆的应用前景/strong/span/pp　　常规透射电镜表征，样品所处的环境是真空和室温，与实际电催化剂所处的液体环境差距较大，并且是对反应前后进行随机取样表征，不够直观准确且存在严重的滞后效应，因此需要开展原位表征。电化学原位透射样品台的出现为实时观察服役环境下电催化剂的微结构以及结构演变提供了有效研究手段，并通过与电化学工作站联用可以得到实时性能数据，为揭示电催化反应黑匣子提供重要参考依据。/pp style="text-align: center"img src="http://img1.17img.cn/17img/images/201711/insimg/9dc78db6-8ef1-4d37-b32f-52ad3873eddb.jpg" title="8.jpg"//pp　　strong图8.(a, b)电化学原位透射样品杆示意图，(c, d)电化学测试实时数据。/strong/ppstrong　/strongspan style="color: rgb(112, 48, 160) "strong　4. 总结与展望/strong/span/pp　　先进电子显微方法(分析型电子显微方法和高分辨电子显微方法)的发展提供了从微观尺度认识和理解电化学纳米催化剂结构特征的有效手段。该文通过大量研究工作全面系统地综述了透射电子显微术在揭示电催化剂纳米尺度形貌、原子尺度精细结构、化学组成以及电子结构等信息方面的重要作用，对新型高效电催化剂的设计研发、反应过程中的催化剂结构演变及结构性能间关系等的研究具有指导意义。“相同位置-电子显微学”方法的引入对于研究真实反应条件下催化剂的结构动态行为特征，揭示其稳定性和失活机理等方面提供了更直观准确的研究手段。同时，前沿性研究中电化学原位透射样品台的介绍，展望了将常规透射电镜对电催化剂的表征转变为在线可视化的电化学微型实验室的研究趋势 通过在电子显微镜中建立微纳米反应室，获取真实反应条件下催化剂活性位结构特征，使其成为电化学催化剂的创新工具。/pp style="text-align: center "---------------------------------------------------------------------br//pp　　Liyun Zhang,Wen Shi,Bingsen Zhang, A review of electrocatalyst characterization by transmission electron microscopy, Journal of Energy Chemistry,DOI:10.1016/j.jechem.2017.10.016/p

p　　透射电子显微镜(Transmission Electron Microscope, 简称TEM)，是一种把经加速和聚集的电子束透射到非常薄的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度等相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像在放大、聚焦后在成像器件(如荧光屏，胶片以及感光耦合组件)上显示出来的显微镜。/pp　strong　1 背景知识/strong/pp　　在光学显微镜下无法看清小于0.2微米的细微结构，这些结构称为亚显微结构或超细结构。要想看清这些结构，就必须选择波长更短的光源，以提高显微镜的分辨率。1932年Ruska发明了以电子束为光源的透射电子显微镜，电子束的波长比可见光和紫外光短得多，并且电子束的波长与发射电子束的电压平方根成反比，也就是说电压越高波长越短。目前TEM分辨力可达0.2纳米。/pcenterp style="text-align:center"img alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/e4bcd2dc67574096b089e3a428a72210_th.jpeg" height="316" width="521"//p/centerp style="text-align: center "strong电子束与样品之间的相互作用图/strong/pp 来源：《Characterization Techniques of Nanomaterials》[书]/pp　　透射的电子束包含有电子强度、相位以及周期性的信息，这些信息将被用于成像。/pp　　strong2 TEM系统组件/strong/pp　　TEM系统由以下几部分组成：/pp　　电子枪：发射电子。由阴极，栅极和阳极组成。阴极管发射的电子通过栅极上的小孔形成射线束，经阳极电压加速后射向聚光镜，起到对电子束加速和加压的作用。/pp　　聚光镜：将电子束聚集得到平行光源。/pp　　样品杆：装载需观察的样品。/pp　　物镜：聚焦成像，一次放大。/pp　　中间镜：二次放大，并控制成像模式(图像模式或者电子衍射模式)。/pp　　投影镜：三次放大。/pp　　荧光屏：将电子信号转化为可见光，供操作者观察。/pp　　CCD相机：电荷耦合元件，将光学影像转化为数字信号。/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/077c0e70dca94509a9990ee4bf72b7c8_th.jpeg" height="359" width="358"//centerp style="text-align: center "strong透射电镜基本构造示意图/strong/pp 来源：中科院科普文章/pp　　strong3 原 理/strong/pp　　透射电镜和光学显微镜的各透镜及光路图基本一致，都是光源经过聚光镜会聚之后照到样品，光束透过样品后进入物镜，由物镜会聚成像，之后物镜所成的一次放大像在光镜中再由物镜二次放大后进入观察者的眼睛，而在电镜中则是由中间镜和投影镜再进行两次接力放大后最终在荧光屏上形成投影供观察者观察。电镜物镜成像光路图也和光学凸透镜放大光路图一致。/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/e9d4e63ae7de44bdb90ac7b937a15169_th.jpeg" height="333" width="422"//centerp style="text-align: center "strong电镜和光镜光路图及电镜物镜成像原理/strong/pp 来源：中科院科普文章/pp　　strong4 样品制备/strong/pp　　由于透射电子显微镜收集透射过样品的电子束的信息，因而样品必须要足够薄，使电子束透过。/pp　　试样分类：复型样品，超显微颗粒样品，材料薄膜样品等。/pp　　制样设备：真空镀膜仪，超声清洗仪，切片机，磨片机，电解双喷仪，离子薄化仪，超薄切片机等。/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/57ee42cd8391437292cd04cc7bd24694_th.jpeg" height="296" width="406"//centerp style="text-align: center "strong超细颗粒制备方法示意图/strong/pp 来源：公开资料/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/2ddf2c80dbe34a069bc51a3595a55160_th.jpeg" height="325" width="404"/br/strong材料薄膜制备过程示意图/strong/centerp　　来源：公开资料/pp　strong　5 图像类别/strong/pp　　strong(1)明暗场衬度图像/strong/pp　　明场成像(Bright field image):在物镜的背焦面上，让透射束通过物镜光阑而把衍射束挡掉得到图像衬度的方法。/pp　　暗场成像(Dark field image):将入射束方向倾斜2θ角度，使衍射束通过物镜光阑而把透射束挡掉得到图像衬度的方法。/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/c458ccf5fa5c4ffa9cb948e2d28b76b0.png" height="306" width="237"/br/strong明暗场光路示意图/strong/centercenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/701e2e4343ea4409b3afdd92e1717804.jpeg" height="318" width="294"/br/strong硅内部位错明暗场图/strong/centerp　　来源：《Characterization Techniques of Nanomaterials》[书]/pp　　strong(2)高分辨TEM(HRTEM)图像/strong/pp　　HRTEM可以获得晶格条纹像(反映晶面间距信息) 结构像及单个原子像(反映晶体结构中原子或原子团配置情况)等分辨率更高的图像信息。但是要求样品厚度小于1纳米。/pp　　/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/264c1d9b2f454ea9b8aa548033200a33.png" height="312" width="213"//centerp style="text-align: center "strongHRTEM光路示意图/strong/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/d53de1201a4e41948d4d095401c3dc3b.jpeg" height="234" width="321"/br/strong硅纳米线的HRTEM图像/strong/centerp　　来源：《Characterization Techniques of Nanomaterials》[书]/pp　　strong(3)电子衍射图像/strong/pp　　选区衍射(Selected area diffraction, SAD): 微米级微小区域结构特征。/pp　　会聚束衍射(Convergent beam electron diffraction, CBED): 纳米级微小区域结构特征。/pp　　微束衍射(Microbeam electron diffraction, MED): 纳米级微小区域结构特征。 br//pp　　/pcenterp style="text-align:center"img alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/f6fc1e403ef74234af93d4f9979429cd.png" height="296" width="227"//ppstrong电子衍射光路示意图/strong/p/centerp　　来源：《Characterization Techniques of Nanomaterials》[书]/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/b0631c33d4b44f10bf9bdb0f908830c5.png" height="174" width="173"//centerp style="text-align: center "strong单晶氧化锌电子衍射图/strong/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/2ac3b6fb7b03421096ee3af0790b9acb.png" height="174" width="175"//centerp style="text-align: center "strongstrong无定形氮化硅电子衍射图/strong/strong/pcenterimg alt="" src="http://img.mp.itc.cn/upload/20170310/02f2f6c3980a4450a36bc7bbc36f10e5.png" height="174" width="170"/br/strong锆镍铜合金电子衍射图/strong/centerp　　来源：《Characterization Techniques of Nanomaterials》[书]/pp　　strong6 设备厂家/strong/pp　　世界上能生产透射电镜的厂家不多，主要是欧美日的大型电子公司，比如德国的蔡司(Zeiss),美国的FEI公司，日本的日立(Hitachi)等。/pp　　strong7 疑难解答/strong/pp　　strongTEM和SEM的区别：/strong/pp　　当一束高能的入射电子轰击物质表面时，被激发的区域将产生二次电子、背散射电子、俄歇电子、特征X射线、透射电子，以及在可见、紫外、红外光区域产生的电磁辐射。扫描电镜收集二次电子和背散射电子的信息，透射电镜收集透射电子的信息。/pp　　SEM制样对样品的厚度没有特殊要求，可以采用切、磨、抛光或解理等方法特定剖面呈现出来，从而转化为可观察的表面 TEM得到的显微图像的质量强烈依赖于样品的厚度，因此样品观测部位要非常的薄，一般为10到100纳米内，甚至更薄。/pp　　strong简要说明多晶(纳米晶体)，单晶及非晶衍射花样的特征及形成原理：/strong/pp　　单晶花样是一个零层二维倒易截面，其倒易点规则排列，具有明显对称性，且处于二维网格的格点上。/pp　　多晶面的衍射花样为各衍射圆锥与垂直入射束方向的荧光屏或者照相底片的相交线，为一系列同心圆环。每一族衍射晶面对应的倒易点分布集合而成一半径为1/d的倒易球面，与Ewald球的相贯线为圆环，因此样品各晶粒{hkl}晶面族晶面的衍射线轨迹形成以入射电子束为轴，2θ为半锥角的衍射圆锥，不同晶面族衍射圆锥2θ不同，但各衍射圆锥共顶、共轴。/pp　　非晶的衍射花样为一个圆斑。/pp　strong　什么是衍射衬度?它与质厚衬度有什么区别?/strong/pp　　晶体试样在进行电镜观察时，由于各处晶体取向不同和(或)晶体结构不同，满足布拉格条件的程度不同，使得对应试样下表面处有不同的衍射效果，从而在下表面形成一个随位置而异的衍射振幅分布，这样形成的衬度称为衍射衬度。质厚衬度是由于样品不同微区间存在的原子序数或厚度的差异而形成的，适用于对复型膜试样电子图象做出解释。/pp　　strong8 参考书籍/strong/pp　　《电子衍射图在晶体学中的应用》 郭可信，叶恒强，吴玉琨著 /pp　　《电子衍射分析方法》 黄孝瑛著 /pp　　《透射电子显微学进展》 叶恒强，王元明主编 /pp　　《高空间分辨分析电子显微学》 朱静，叶恒强，王仁卉等编著 /pp　　《材料评价的分析电子显微方法》 (日)进藤大辅，及川哲夫合著，刘安生译。/pp　　来源：中国科学院科普文章《透射电子显微镜基本知识介绍》/p

近日，南开大学物理科学学院超快电子显微镜实验室付学文教授团队与美国布鲁克海文国家实验室Yimei Zhu教授团队等开展合作，基于自主开发的4D超快透射电镜，观测到了银膜上飞秒激光诱导表面等离激元的分布及动力学过程，为等离激元器件的设计和应用提供了指导。该研究于近日以“Nanoscale-Femtosecond Imaging of Evanescent Surface Plasmons on Silver Film by Photon-Induced Near-Field Electron Microscopy”为题，发表在国际重要学术期刊《Nano Letters》。近年来，付学文教授研究团队与合作者在4D超快透射电镜中发展了基于自由电子-光子强相互作用的光子诱导近场电子显微镜（PINEM）技术，并提出了一种新型双色光子超快泵浦-探测方案，将四维超快电镜的时间分辨提升了一个数量级（达到50飞秒），在飞秒与纳米时空尺度揭示了单个Mott绝缘体VO2纳米线的绝缘体-金属相变动力学过程（Nat. Commun. 2020, 11, 5770）。在本工作中，研究团队进一步用PINEM成像技术研究了银膜上表面等离激元的分布及超快动力学过程。表面等离激元是金属表面自由电子的集体共振振荡，可以将光限制在非常小的尺寸，实现在纳米尺度操纵光场。这些独特的优点使得表面等离激元在表面增强拉曼光谱、传感器、光伏器件和量子通信等领域具有广阔的应用前景。由于银纳米结构具有从可见光到近红外光范围内可调谐的表面等离激元共振特性，因此被认为是最重要的表面等离激元材料之一。银纳米结构表面等离激元的共振特性可以通过改变其形态、大小和其他参数来调节。为了更好地设计和使用等离激元器件，理解表面等离激元的产生、传播和衰减过程是至关重要的。然而，所有这些过程都发生在飞秒的时间尺度和纳米的空间尺度上。因此，以合适的时空分辨率直接表征和捕获不同银纳米结构的表面等离激元具有重要的意义。研究团队利用配备了电子能量损失谱仪的4D超快透射电子显微镜，通过PINEM技术研究了银膜上飞秒激光（波长515 nm）诱导的表面等离激元。实验得到的电子与表面等离激元近场相互作用后的能谱呈现出典型的PINEM能谱特征：电子能谱零损失峰（ZLP）两侧出现一系列离散的峰，其间隔为入射光子能量的整数倍，意味着电子在与表面等离激元近场相互作用中吸收或放出了多个光子（图1a）。通过改变泵浦激光的能量密度并对电子能量谱中的PINEM部分积分， 他们发现PINEM强度首先随激光能量密度线性增长，在15mJ/cm2达到饱和（图1a、b）。在15mJ/cm2的入射激光能量密度下，通过改变激光的偏振研究了PINEM强度的偏振依赖性。发现与纳米线、纳米棒等结构的偏振依赖性不同，激光偏振方向的改变不会影响银膜上的PINEM强度（图1c）。图1：a、不同入射激光能量密度下的电子能谱；b、相对PINEM强度与入射激光能量密度的关系；c、PINEM强度与入射激光偏振方向的关系。通过只选择吸收光子能量的电子进行能量过滤成像，他们直接观测到了表面等离激元的空间分布，并通过改变入射激光的偏振方向揭示了激光偏振方向对表面等离激元分布的影响（图2a）。表面等离激元在产生后首先沿着激光的偏振方向传播，然后在垂直于偏振方向的晶界处发生散射，在能量过滤图像中表现为偏振依赖的条纹。通过改变激光脉冲和电子脉冲之间的时间延迟，他们跟踪了光激发表面等离激元随时间的演化，实现了在纳米飞秒尺度对表面等离激元的直接可视化（图2b）。图2：a、t=-1.2 ps（左）和t=0 ps（中、右）时的能量过滤图像，激光偏振方向如绿色箭头所示；b、不同时间延迟下的能量过滤图像，其中激光脉冲的偏振方向与a（中）的偏振方向相同。棒状纳米结构的PINEM效应被广泛用于识别4D超快电镜中泵浦激光脉冲和探测电子脉冲的时空重叠。但是在这些实验中激光脉冲的偏振应该垂直于纳米结构的纵向轴，以最大限度地提高近场激发，这就使得这种方法在实际使用中受到一定限制。相比之下，银膜的PINEM信号不存在偏振依赖性，即入射飞秒激光的偏振可以是任意方向的，这使得银膜成为识别4D超快电镜时间零点的更好平台。此外，能量过滤PINEM图像上观察到的条纹也可能与光诱导周期表面结构(LIPSS)的机理有关，而LIPSS的形成过程是一个复杂的非平衡过程，其物理机制尚不清楚。鉴于PINEM成像的高时空分辨率，未来可进一步用PINEM技术从实验上探索LIPSS的物理机制。该研究工作不仅为各种微纳结构与超材料的表面等离激元分布及动力学研究提供了高时空分辨手段，同时对于银膜表面等离激元的激光能量密度和偏振依赖性，以及超快动力学过程的研究结果对微纳尺度表面等离激元器件的设计和应用具有重要指导意义。南开大学物理科学学院付学文教授为论文第一作者兼通讯作者，Yimei Zhu教授为共同通讯作者，南开大学2020级硕士生孙泽鹏为共同一作，南开大学为论文第一单位。该研究得到了国家自然科学基金委、国家科技部、天津市科技局、中央高校基础研究经费等的大力支持。（戴建芳）视频S1：通过 PINEM 成像 ( AVI )获得的飞秒激光激发下银膜上消逝表面等离激元的时间演化视频 S2：通过 PINEM 成像 ( AVI ) 获得的飞秒激光激发下银膜上消逝表面等离激元的时间演化，其中激光偏振与视频S1 中的偏振正交。文章链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.nanolett.1c04774付学文，南开大学物理科学学院教授，博士生导师，南开大学超快电镜实验室负责人，国家“四青”人才，天津市杰出青年基金获得者，担任国家重点研发计划青年首席科学家，入选2021强国青年科学家提名。2014年博士毕业于北京大学凝聚态物理专业（导师：俞大鹏教授），曾先后在美国加州理工学院和美国布鲁克海文国家实验室从事研究工作。2019年受聘于南开大学物理科学学院，建立了南开大学超快电子显微镜实验室和超快动力学研究团队，长期从事4D超快电子显微镜、超快阴极荧光等超高时空分辨电子成像与探测技术开发及其在低维量子功能材料的结构、载流子及自旋等动力学中的应用研究，在国际上率先发展了液相4D超快电镜技术、双色近场光学超快电镜技术和基于微波脉冲电子发生器的新型4D超快电镜技术。在Science、Science Advances、Nature Communications、Advanced Materials、ACS Nano、Nano Letters、PNAS等具有影响力的国际期刊发表学术论文近50篇，其中第一/通讯作者论文26篇，申请发明专利5项。

p　　锂离子电池广泛用于家用电子产品中，现在正投身于电动车辆动力提供和电网能量储存。但锂电池有限的充电次数和在其使用寿命期间容量降低的趋势，已经促成了对改进技术的大量研究。/pp　　由美国能源部劳伦斯伯克利国家实验室(伯克利实验室)研究人员带领的国际团队使用电子显微镜的先进技术，用以展示锂离子电池电极的材料比例如何影响其原子级别的结构，以及表面与其余材料的差异。这项工作成果发表在《能源与环境科学》杂志上。/pp　　掌握电池材料内部和表面结构如何在广泛的化学成分范围内变化，将有助于未来对阴极转化的研究，并可能推动新电池材料的开发。/pp　　伯克利实验室分子铸造研究所的科学家Alpesh Khushalchand Shukla表示：“这一新发现可能会改变研究阴极内相变的方式，以及由此导致的同类材料的容量损失。研究工作表明彻底刻画新材料的原始状态以及使用后状态极其重要，以避免误解。”/pp　　分子铸造研究中心的研究员以往的研究表明，含有“过量”锂阴极材料的结构，可解决长期以来的争论。在分子铸造厂美国国家电子显微镜中心(NCEM)和英国达斯伯里的国家高级电子显微镜研究机构SuperSTEM分别使用一套电子显微镜后，研究小组惊奇发现，尽管整个原子级阴极材料的内部在所有组分中保持相同的结构图案，减少锂的量将导致结构内某些原子位置的随机性增加。/pp　　通过比较不同的阴极材料组成与电池性能，研究人员还表明：通过使用较低比例的锂与其他金属可以优化电池性能与容量的关系。最令人惊讶的发现是：未使用阴极的表面结构与阴极内部非常不同。在研究者进行的所有实验中都发现了表面具有不同结构的薄层材料，并称为“尖晶石”阶段。之前的多项研究则忽略了该薄层材料可能出现在新阴极或已使用阴极这一事实。/pp　　通过系统地改变锂与过渡金属的比例，就像在一个新的饼干配方中尝试不同数量的成分一样，研究小组能够研究表面和内部结构之间的关系并测量材料的电化学性能。该团队从多个角度拍摄了每批阴极材料的图像，并创建了每种结构的完整的3D渲染图。/pp　　SuperSTEM实验室主任Quentin Ramasse认为：“在与电池技术相关的长度尺度上获得这样精确的原子级信息是一项挑战，这就是为何电子显微镜凭借多种成像和光谱技术成为可再生能源研究中不可或缺的多功能工具的最好例子。”/pp　　研究人员还使用了一种新开发的技术，称为4-D扫描透射电子显微镜(4-D STEM)。在透射电子显微镜(TEM)中，图像在电子穿过薄样品后形成 在传统的扫描透射电极显微镜(STEM)中，电子束聚焦到一个非常小的点(直径小至0.5纳米或十亿分之一米)，然后该点在样品上来回扫描工作，如同草坪上的割草机。/pp　　传统STEM中的检测器仅计数每个像素中有多少电子散射(或不散射)。然而在4D-STEM中，研究人员使用高速电子探测器记录每个扫描点上每个电子散射的位置，它允许研究员在大视野内以高分辨率测量样品的局部结构。/pp　　NCEM的研究科学家Colin Ophus补充道：“引进高速电子相机使我们能够从非常大的样品尺寸中提取原子尺度的信息。4D-STEM实验意味着我们不再需要在可解析的最小特征与可观察的视场之间进行权衡-即可以一次分析整个粒子的原子结构。”/p

项目编号：ZH2022020072、JG066022982409项目名称：南京大学场发射扫描电子显微镜系统预算金额：650.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：650.0000000 万元（人民币）采购需求：序号名称数量1场发射扫描电子显微镜主机1 套2镜筒内二次电子探测器1 套3样品舱内二次电子探测器1 套4样品室内多象限环形背散射探测器1 套5彩色CCD 相机1 套6电流监视器1 套7镜筒内正光轴上的能量选择背散射探测器或同样功能的探测器1 套8能量过滤系统，调节范围优于 0~1500V1 套9多功能扫描透射探测器1 套10可变压力(VP)成像系统1 套11超高分辨可变压力装置1 套12可变压力下样品室内环形多象限环形背散射探测器1 套13可变压力二次电子和 CL探测器1 套14等离子清洗系统1 套15样品交换仓1 套16冷却循环水1 套17原装空气压缩机1 套18高分辨能谱1 套19矿物分析系统1 套20EBSD1 套21光学显微镜1 套22光电关联软硬件1 套23大面积图像自动拼接功能1 套具体需求详见招标文件。合同履行期限：合同签订生效或免税办好并收到外贸公司通知后，7个月内全部货物、材料全部运抵买方目的地（如CIP报价为南京禄口机场），并安装、调试结束，验收合格，交付采购人使用。本项目( 不接受 )联合体投标。

电子显微镜一直是尖端科学研究中不可或缺的重要工具，它提供了无与伦比的高解像度和放大能力，帮助人类探索无限的微观世界。然而，现有的电子显微镜科技面临著高成本、大体积，以及因为电子与研究样本会产生作用并导致辐照损伤而需要极度低温环境等不同限制。为突破上述技术樽颈，香港城市大学（香港城大）科研团队正在致力于研发电子束和样本产生“零作用”的未来“量子电子显微镜”。团队现阶段把量子电子显微镜的部分零组件设计成一款可以在室温下操作的紧凑型扫描与透射一体化电子显微镜，开创了电子显微镜的新纪元。他们计划在三年内把这革命性的高倍电子显微镜创新技术商品化，把它制造成产品推出市场及量产。这项目名为“脉冲空心锥扫描与透射一体化电子显微镜的商业化计划”，由香港城大材料科学及工程学系讲座教授陈福荣教授领导，最近获得香港特别行政区政府创新科技署的“产学研1＋计划”（RAISe+计划）拨款资助。该计划旨在释放本地大学在研究成果转化和商品化方面的潜力。香港城大陈福荣教授（左二）与他的研究团队成员，包括薛又峻教授（左一）、陈岩博士（右二）和陈宇驰先生（右一），早前出席“产学研1+计划”签署仪式。（图片来源：香港城市大学）透射电子显微镜（transmission electron microscopes，TEM）和扫描电子显微镜（scanning electron microscopes，SEM）是许多现代科研工作中必不可少的工具。从生物样本到纳米结构，TEM及SEM电子显微镜都能提供超高放大率及解像度的图像，帮助科研人员研究各种材料既复杂又精密的细节。然而，无论是透射还是扫描电子显微镜使用的高能量电子束，均会对脆弱的生物样本造成严重的辐射损伤。故此，在结构生物学领域，科研人员便采用冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）技术，即是先把蛋白质置于玻璃态冰层中，然后才进行观测，以减少高能量电子束造成的辐射损伤。但缺点是冰层的引入，会对显微成像带来图像杂讯，导致解像度下降。为应对这些挑战，陈福荣教授及其香港城大科研团队基于他们在香港城大福田研究院（现更名为“香港城市大学物质科学研究院（福田）”）研发出的尖端技术，创制了“脉冲电子空心锥照明混合TEM/SEM电子显微镜”。这创新的显微镜系统在多方面克服及解决了现有电子显微镜的技术限制。首先，新系统的脉冲电子源减少了对软材料样本的辐射损伤，这对于保护生物样本尤其重要；其次，透过空心锥照明技术产生的样本放大图像，其“对比度”是传统透射电子显微镜模式所产生的明场图像的四倍，遂能够更详细及清晰地对样本进行成像。此外，香港城大团队亦将利用它之前已开发出的色差和球面像差校正器（CS/SS）技术，进一步提高显微影像的空间解像度。而这套混合TEM及SEM的电子显微镜系统是座台型，比传统的TEM/SEM电子显微镜体积细小得多，而且更具成本效益。它可以在15-30 keV的低电压范围内操作，亦能够在普通室温下进行3D蛋白分子重建和纳米材料研究，较冷冻电子显微镜更佳。团队亦展示了新的电子显微镜系统在多种不同的应用场景中，均能提供极高解像度的成像，包括可以优于10nm的超高表面解像度，对印刷电路板上的金属接触点、纳米颗粒和其他生物样本进行成像。团队相信，新设计的电子显微镜最终可以做到在透射模式下观测蛋白质和分子的3D立体结构，以及在扫描模式下观测纳米材料并应用于半导体和晶片检测。“与现有的桌上型扫描电子显微镜（SEM）系统相比，我们最新研发的脉冲电子空心锥系统提供了优异的SEM电子显微成像质数，能够与市场上最好的桌上型系统媲美。”陈福荣教授续说：“此外，现时市场上并没有电子显微镜产品的质量，达致我们新系统的同等高质量。我们的脉冲空心锥照明系统具有独一无二的卓越性能，能够使用透射电子显微境（TEM）模式进行3D立体蛋白质重建，这是现时桌上型SEM所无法做到的。”香港城大陈福荣教授（左）和薛又峻教授（右）于2023年4月分享了他们在“高时间分辨电子显微镜”研究的最新成果及突破，这崭新的电子显微镜系统结合了扫描和透射电子显微镜模式，体积小巧，又兼具高效能。（图片来源：香港城市大学）“在RAISe+计划提供资金以及我们业界伙伴的支持下，我们计划在三年内为这款创新、小巧而又功能强大的混合模式电子显微镜建成生产线，以便把高质电子显微镜商业化及量产。”陈教授补充说。陈教授长期从事材料科学和电子显微镜的尖端研究，是相关研究领域的翘楚。2023年4月，他和香港城大的科研团队率先创建了一款结合了扫描和透射电子显微镜模式的“高时间分辨率电子显微镜”，成为全球首个达成这一重大突破及成就的大学研究团队。

项目编号：ZMZB2022YLXY-384项目名称：场发射透射电子显微镜采购项目采购方式：竞争性谈判预算金额：9,550,000.00元采购需求：合同包1(场发射透射电子显微镜采购项目):合同包预算金额：9,550,000.00元合同包最高限价：9,550,000.00元品目号品目名称采购标的数量（单位）技术规格、参数及要求1-1光学式分析仪器9550000.001(批)详见采购文件本合同包不接受联合体投标合同履行期限：自合同签订后到该项目服务期结束（具体服务起止日期可随合同签订时间相应顺延）场发射透射电子显微镜采购项目.docx

项目编号：GXZC2022-G1-003612-GXGL 项目名称：场发射透射电子显微镜预算总金额（元）：13600000 采购需求：标项名称:场发射透射电子显微镜数量:1预算金额（元）:13600000简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：场发射透射电子显微镜1套、核磁共振波谱仪1套。如需进一步了解详细内容，详见招标文件。最高限价（如有）：13600000合同履约期限：交货时间：合同签订后12个月内。本标项（否）接受联合体投标备注：本项目为线上电子招标项目，有意向参与本项目的供应商应当做好参与全流程电子招投标交易的充分准备。

项目编号：0873-2201HW5L0357项目名称：北京科技大学场发射透射电子显微镜采购预算金额：800.0000000 万元（人民币）采购需求：采购场发射透射电子显微镜1套；用于科研。接受进口产品投标，具体采购要求详见附件合同履行期限：签订合同后12个月内到货本项目( 不接受 )联合体投标。

1.项目编号：常润公2022-0019号2.项目名称：常州大学场发射透射电子显微镜采购3.预算金额：人民币680万元4.最高限价：人民币680万元5.采购需求：本项目采购内容为常州大学场发射透射电子显微镜采购，该设备主要用于材料的高分辨形貌观察、微区的晶体结构分析和成分分析。系统有电子光学系统、高压系统、真空系统、扫描透射单元(STEM)、单倾样品杆、低背景双倾样品杆、能谱仪、数字成像系统等部分组成。本项目包括设备的制造（采购）、运输、装卸、安装、调试、测试、售后服务、技术培训等，直至通过采购单位及其他相关部门的验收以及质量保修、免费维保等全部工作。具体技术参数详见项目需求。6.合同履行期限：合同签订后10个月内完成设备供货安装调试、培训，直至通过验收。7.本项目是否接受联合体：□是 ■否。8.本项目是否接受进口产品响应：■是 □否。

项目编号：SHXM-00-20220824-1149项目名称：上海应用技术大学场发射透射电子显微镜预算编号： 0022-28718 预算金额（元）： 5500000（财政资金）最高限价（元）： / 采购需求： 包名称：场发射透射电子显微镜 数量：1 预算金额（元）：5500000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：主要用于材料的高分辨形貌观察、微区的晶体结构分析和成分分析 合同履约期限： 合同签订后12个月内到用户现场 本项目（ 否 ）接受联合体投标。

项目编号：SHXM-00-20220824-1149项目名称：上海应用技术大学场发射透射电子显微镜预算编号： 0022-28718 预算金额（元）： 5500000（财政资金）最高限价（元）： / 采购需求： 包名称：场发射透射电子显微镜 数量：1 预算金额（元）：5500000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途：主要用于材料的高分辨形貌观察、微区的晶体结构分析和成分分析等 合同履约期限： 合同签订后12个月内到用户现场 本项目（ 否 ）接受联合体投标。

项目编号：招标编号：1069-224Z20224803/2 项目编号：S2022122708项目名称：华东理工大学场发射透射电子显微镜采购项目预算金额：700.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：690.0000000 万元（人民币）采购需求：场发射透射电子显微镜1套合同履行期限：合同签订后365天内交货（90天内完成安装调试并具备验收条件等）本项目( 不接受 )联合体投标。

项目编号：1504-2242022J0001（TDZC2022J0002）项目名称：天津大学资产处场发射透射电子显微镜采购项目预算金额：1300.0000000 万元（人民币）最高限价（如有）：1300.0000000 万元（人民币）采购需求：序号设备名称数量1场发射透射电子显微镜1套 合同履行期限：签订合同180天内交货，同时签订合同270天内完成安装调试并具备验收条件等（受不可抗力影响除外）。本项目( 不接受 )联合体投标。

项目编号：SHXM-00-20220805-1140项目名称：上海大学热场发射透射电子显微镜预算编号： 0022-W12442 预算金额（元）： 6200000（/）最高限价（元）： 无 采购需求： 包名称：热场发射透射电子显微镜 数量：1 预算金额（元）：6200000 简要规格描述或项目基本概况介绍、用途： 合同履约期限： 合同签订后12个月内 本项目（ 不允许 ）接受联合体投标。