冰是自然界中最重要且分布最广泛的固体之一,在气候调节、生态系统维系及人类生产生活中发挥着不可替代的作用。然而,其微观结构及结晶、相变、缺陷行为等过程中的动力学机制仍有待深入揭示。透射电子显微镜(transmission electron micr...冰是自然界中最重要且分布最广泛的固体之一,在气候调节、生态系统维系及人类生产生活中发挥着不可替代的作用。然而,其微观结构及结晶、相变、缺陷行为等过程中的动力学机制仍有待深入揭示。透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)具备原子级成像和谱学分析能力,是研究冰的微观结构与动态行为的有力工具。然而,冰对电子束极为敏感,且在镜筒高真空环境中易发生升华,这些特性严重限制了常规TEM技术在冰表征中的适用性。本文系统回顾了冰的微观结构及早期TEM在该领域中的基础应用,接着综述了近年来由于低剂量成像技术与原位电镜技术的发展,冰的分子级成像和微观动力学研究的代表性进展,并展望了透射电镜在未来冰科学研究中的应用前景。本文旨在为深入理解冰的微观机制提供新的技术路径与研究视角。展开更多
高分辨透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)原位实验是在纳米乃至皮米尺度上实时研究物质在不同场环境中的原子和电子结构变化、探寻材料在使役条件下性能根源的一类实验研究方法,在基础科学探索与产业技术研发的源...高分辨透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)原位实验是在纳米乃至皮米尺度上实时研究物质在不同场环境中的原子和电子结构变化、探寻材料在使役条件下性能根源的一类实验研究方法,在基础科学探索与产业技术研发的源头创新中起着不可或缺的作用.本文详细介绍了高分辨透射电镜原位实验研究的技术原理以及应用进展.按照原位电镜实验实现手段进行分类,概述原位电子束照射、环境透射电镜、四维超快电镜、原位加热、加电、力学、光学、液体、气体样品杆等各类高分辨原位电镜实验的实验技术、原理以及应用的最新进展.随着技术的进步,高分辨原位电镜实验正向着芯片化、复合化和定量化的方向发展,而目前所遇到的电子束、磁场的干扰以及成像速度问题相信在不远的将来会得到解决.展开更多
电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能,这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy,vEM)。近年来,v EM在...电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能,这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy,vEM)。近年来,v EM在研究尺度、分辨率、吞吐量和易用性等方面发展迅速,在整个生命科学领域的应用呈爆炸式增长,该技术因此被《自然》(Nature)评为2023年最值得关注的七项前沿技术之一。然而,vEM相关技术的发展和应用在国内起步较晚,亟待进一步推广。本综述涵盖了vEM的发展历程、技术分类、样品制备、数据收集、图像处理等全方位的内容,便于生命科学、医学等领域研究人员去了解、学习、应用和进一步发展该技术。展开更多
文摘冰是自然界中最重要且分布最广泛的固体之一,在气候调节、生态系统维系及人类生产生活中发挥着不可替代的作用。然而,其微观结构及结晶、相变、缺陷行为等过程中的动力学机制仍有待深入揭示。透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)具备原子级成像和谱学分析能力,是研究冰的微观结构与动态行为的有力工具。然而,冰对电子束极为敏感,且在镜筒高真空环境中易发生升华,这些特性严重限制了常规TEM技术在冰表征中的适用性。本文系统回顾了冰的微观结构及早期TEM在该领域中的基础应用,接着综述了近年来由于低剂量成像技术与原位电镜技术的发展,冰的分子级成像和微观动力学研究的代表性进展,并展望了透射电镜在未来冰科学研究中的应用前景。本文旨在为深入理解冰的微观机制提供新的技术路径与研究视角。
文摘高分辨透射电子显微镜(transmission electron microscopy,TEM)原位实验是在纳米乃至皮米尺度上实时研究物质在不同场环境中的原子和电子结构变化、探寻材料在使役条件下性能根源的一类实验研究方法,在基础科学探索与产业技术研发的源头创新中起着不可或缺的作用.本文详细介绍了高分辨透射电镜原位实验研究的技术原理以及应用进展.按照原位电镜实验实现手段进行分类,概述原位电子束照射、环境透射电镜、四维超快电镜、原位加热、加电、力学、光学、液体、气体样品杆等各类高分辨原位电镜实验的实验技术、原理以及应用的最新进展.随着技术的进步,高分辨原位电镜实验正向着芯片化、复合化和定量化的方向发展,而目前所遇到的电子束、磁场的干扰以及成像速度问题相信在不远的将来会得到解决.
文摘电子显微成像技术的快速发展使得对完整细胞、组织乃至整个机体进行高分辨三维结构解析研究成为可能,这些可进行大尺度生物样品三维结构研究的电子显微成像技术统称为体电子显微学技术(volume electron microscopy,vEM)。近年来,v EM在研究尺度、分辨率、吞吐量和易用性等方面发展迅速,在整个生命科学领域的应用呈爆炸式增长,该技术因此被《自然》(Nature)评为2023年最值得关注的七项前沿技术之一。然而,vEM相关技术的发展和应用在国内起步较晚,亟待进一步推广。本综述涵盖了vEM的发展历程、技术分类、样品制备、数据收集、图像处理等全方位的内容,便于生命科学、医学等领域研究人员去了解、学习、应用和进一步发展该技术。
