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扫描电镜在微观下观察组成字体的纳米材料的应用

2021.3.02

如果说相机向我们展示的是定格的宏观画面,那么扫描电镜呈现的就是微观世界的美景。在电镜技术的帮助下,科研工作者们能快速了解样品的微观形貌,对实验结果进行表征。

飞纳电镜每天都会与各种新样品打交道,千奇百怪的样品也层出不穷,为了给大家在科研之余带来一些欢乐,我们特此开辟扫描电镜“奇葩样品”栏目,展示一些有趣的样品。

今天为大家带来的样品,由国际友人提供,这个样品不看不知道,一看吓一跳:

首先引入眼帘的竟然是一个巨大的 “富” 字:
 


 

我们的工程师一下就乐坏了,原来国际友人也这么接地气,只是这 “反向的一撇” 和 “快溢出屏幕” 的 “富” 让人着实想笑。不禁让人好奇,这个富字的扫描电镜微观结构会是什么模样。
 

俗话说 “字如其人,人如其字”,解析 “富” 的微观结构也许能解密财富的意义。当我们将样品不断放大后,在二次电子成像模式下,我们看到无数的纳米级颗粒组成了 “富” 字,这些纳米粒子尺寸在 10nm 左右。
 

150,000X 放大后纳米材料堆叠构成 “富”
 

当使用 EDS 对这些纳米颗粒进行元素分析后,我们更吃惊的发现:原来这些纳米粒子都是由金组成的!这是一个 “纳米金富”,有钱人连写字都是用金做原料啊~~
 

元素分析显示样品由纯金构成(Si 为基底玻璃成分)
 

其实探索微观世界与宏观世界没有什么不同,罗马不是一日建成,财富也是逐渐累积的过程,就像这一颗颗的纳米金,如果没有电镜的帮助,我们永远不知道 “富” 是由这些小小的纳米粒子组成的。生活中的我们总是幻想着一夜暴富,叹息着努力但见不到成果,认为财富与自己无缘。心灵鸡汤和成功学总是告诉我们:努力就可以成功,但现实总是无情打击我们,让我们怀疑人生,怀疑自己,怀疑努力的价值。
 

真实的世界没有标尺,你无法丈量你与成功的距离,但也许,你的每一次努力都是一颗小小的 “纳米金”,老天都看在眼里,当一粒粒纳米金组合在一起后,你终将拥抱成功和财富。


微小的努力也是有意义的,也许当你有一天当你成功后,仔细回顾之前走的路,遍地是黄金。审视成功的角度就如同扫描电镜的样品拍摄,只有你找到了正确的方式,才能发现这些美妙的 “纳米黄金”。


祝愿每一位科研工作者,都能拨开迷雾,取得佳绩!

 

该样品是用金纳米粒子在导电玻璃表面进行图案化印刷制成。从金纳米粒子的合成以及最后的印刷沉积,均为实时沉积,一步到位,无中间步骤。

火花烧蚀产生纳米团簇

金纳米粒子通过火花放电法合成:金靶材在大气压惰性气体环境中产生火花放电,脉冲火花会产生局部高温(20000K),金属原子闪蒸后在气氛中快速凝并长大形成纳米团簇。(使用设备:VSP-G1)

流动的惰性气体将纳米团簇运出进入打印印刷系统,利用气溶胶喷射的方式在 ITO 玻璃表面进行图案化的印刷沉积。(VSP-P1)

纳米气溶胶实时印刷沉积

该套气溶胶实时沉积印刷系统由荷兰 VSParticle 公司制造,可实现超过 60 种元素的单质、合金、氧化物等纳米粒子合成以及实时印刷打印。利用该方法得到的纳米粒子清洁,沉积图案为多孔层状结构,可应用于传感器,电极制备等领域。

事实上,为了迎接中国的鼠年,VSParticle 公司特意利用该套系统印刷了一副春联,只是因为疫情冲击,这套礼物直到不久前才到达中国,通过 Phenom XL 扫描电镜的全样品扫描全景拼图功能,我们可以在电镜中得到春联的全貌。


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