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透射電子顯微鏡在現(xiàn)代材料研究領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景
在透射電子顯微鏡中，搭建nano-lab，原位觀察納米材料在外場(chǎng)，如力、熱、光、電、磁等作用下的行為，對(duì)于納米材料研究者已經(jīng)并不陌生。目前，原位電鏡研究進(jìn)行地如火如荼，并取得了很多令人矚目的成果。今天，就為大家簡(jiǎn)單介紹一下原位透射電鏡技術(shù)中的一種——液體環(huán)境透射電鏡（LiquidcellTEM）。
絕大多數(shù)的液體，包括水和其他有機(jī)溶劑，有著較大的飽和蒸氣壓，無法在透射電鏡的高真空環(huán)境中存在，因此在研究液體環(huán)境中納米材料的行為時(shí)，需要構(gòu)建液體存放單元，將液體與電鏡中高真空環(huán)境隔離開來，這就需要利用LiquidcellTEM。LiquidcellTEM實(shí)際上就是通過微納加工，制作液體存放單元（Liquidcell），然后將它固定在普通樣品桿或者液體樣品桿頭部，放入電鏡進(jìn)行觀察。
原位電子顯微術(shù)通過對(duì)電鏡中的樣品施加外場(chǎng)刺激使得樣品結(jié)構(gòu)或形貌發(fā)生變化，同時(shí)利用透射電鏡來研究樣品變化的機(jī)制。這一技術(shù)的發(fā)展使得對(duì)靜態(tài)物質(zhì)的電鏡研究發(fā)展到了對(duì)物質(zhì)動(dòng)態(tài)變化的觀察。即使如此，所觀察到的在電鏡真空樣品室中發(fā)生的物質(zhì)變化與自然環(huán)境中的物質(zhì)變化過程可能不盡相同，因?yàn)樵谧匀画h(huán)境中大部分物理、化學(xué)、和生物過程都發(fā)生在含有氣體或液體的環(huán)境中。環(huán)境電鏡正是為了解決這個(gè)問題而設(shè)計(jì)，通過對(duì)電鏡樣品室抽真空系統(tǒng)的改造或者對(duì)電鏡樣品桿的特殊設(shè)計(jì)，使得透射電鏡中的樣品可以處于氣體環(huán)境或液體環(huán)境之中。這種電鏡特別適用于與氣-液-固體相互作用及反應(yīng)有關(guān)的物理或化學(xué)過程并能揭示原子層次的反應(yīng)機(jī)制，在諸如納米材料生長(zhǎng)、催化反應(yīng)、納米電學(xué)，納米力學(xué)、以及高溫相變等現(xiàn)代材料研究領(lǐng)域中具有廣泛的應(yīng)用前景和*的價(jià)值。