打破成見(jiàn)，場(chǎng)發(fā)射電鏡從“大而復(fù)雜”到“小而強(qiáng)大”
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(shù)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(zhuān)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。
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| 傳統(tǒng)場(chǎng)發(fā)射電鏡 | 飛納臺(tái)式場(chǎng)發(fā)射電鏡 |
| 占地面積大 | 普通實(shí)驗(yàn)桌即可安裝 |
| 實(shí)驗(yàn)室防震防磁裝修 | 設(shè)備本體防震防磁 |
| 技術(shù)、價(jià)格門(mén)檻高 | 價(jià)格適中，滿足95%測(cè)試需求 |
| 操作復(fù)雜，需專(zhuān)人使用 | 操作簡(jiǎn)單，任何人半小時(shí)上手 |
| 測(cè)試效率低 | 15秒抽真空 |
| 搬遷費(fèi)高昂 | 隨時(shí)打包搬走 |
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)
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(zhuān)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(mén) > 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(zhuān)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。
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| 腐蝕后的高溫合金 50,000x | 納米材料 100,000x | |
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| 正極前驅(qū)體 50,000x | 陶瓷 50,000x |
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。
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。
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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(lèi)認(rèn)知世界提供更強(qiáng)大的工具。
飛納電鏡目前在上海（總部）、北京、成都、廣州均有測(cè)試體驗(yàn)中心，歡迎您前來(lái)體驗(yàn)交流。
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