在顯微鏡被研發(fā)出之前，人們只能使用肉眼或者是手持透鏡觀察世界，在顯微鏡出現(xiàn)之后，人們發(fā)現(xiàn)了數(shù)以百計(jì)的、新的微小動(dòng)物和植物，并了解了從人體到植物纖維等各種東西的內(nèi)部構(gòu)造。不僅如此，顯微鏡在幫助科學(xué)院發(fā)現(xiàn)新物種，幫助醫(yī)生治療疾病上也發(fā)揮著積極的作用。
顯微鏡的發(fā)明打開了一個(gè)新的微觀世界，不僅有助于各類實(shí)驗(yàn)和科研的進(jìn)步，同時(shí)還促進(jìn)了相關(guān)科學(xué)技術(shù)水平的提高，但隨著科學(xué)技術(shù)和科研的的不斷進(jìn)步與發(fā)展，更高的分辨率、更高的信噪比等也都是各類科學(xué)研究對顯微鏡提出的新的要求。故而為滿足各類科學(xué)實(shí)驗(yàn)，不少研究人員加入了研發(fā)新型顯微鏡的行列中。
中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院陸輕鈾研究員團(tuán)隊(duì)長期致力于惡劣條件下顯微鏡的研制工作，并先后研制出了適用于狹小空間惡劣振動(dòng)環(huán)境原子分辨成像的多種高剛性高穩(wěn)定的緊湊型壓電馬達(dá)，并用其建成了多種惡劣條件原子分辨掃描隧道顯微鏡。該研究成果已于日前發(fā)表在國際知名學(xué)術(shù)期刊《超顯微術(shù)》和《科學(xué)儀器評論》上。
據(jù)悉，陸輕鈾團(tuán)隊(duì)研制的該款顯微鏡，再用藍(lán)寶石絕緣材料加工，外徑僅8.8毫米，可直接插入到混合磁體的孔徑中并真空密封。經(jīng)測試，這一款原子分辨率掃描隧道顯微鏡在真空環(huán)境下能在混合磁體30特斯拉的超強(qiáng)磁場下，獲得了石墨的高品質(zhì)原子分辨率圖像。為了對活性生物體進(jìn)行觀測，陳輕鈾團(tuán)隊(duì)通過進(jìn)一步深入的研究，成功搭建出了一套室溫環(huán)境大氣環(huán)境下的抗惡劣條件掃描隧道顯微鏡，且經(jīng)過測試，其能自27.5特斯拉的混合磁體超強(qiáng)磁場下實(shí)現(xiàn)原子分辨率成像。
其實(shí)我國在2017年就已經(jīng)建成了重大科技基礎(chǔ)設(shè)備“穩(wěn)態(tài)強(qiáng)磁場實(shí)驗(yàn)裝置”，并擁有3臺(tái)場強(qiáng)創(chuàng)世界記錄的水冷磁體以及場強(qiáng)排名全球第二的混合磁體，但由于混合磁體運(yùn)行過程中產(chǎn)生的強(qiáng)震動(dòng)干擾，只能用其開展宏觀尺度的觀測，難以實(shí)現(xiàn)微觀尺度的觀測，對原子的觀測也難以穩(wěn)定。
而陸輕鈾團(tuán)隊(duì)的本項(xiàng)發(fā)明實(shí)現(xiàn)了在強(qiáng)震動(dòng)環(huán)境中獲取高質(zhì)量的原子分辨率圖像，相信隨著該顯微鏡的廣泛使用，實(shí)驗(yàn)人員能更好地發(fā)現(xiàn)新現(xiàn)象并催生新技術(shù)。
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