原位电镜面临的问题与挑战

面临的问题与挑战

（1）高分辨率

原位电镜观察纳米材料时的，液体池及其夹层材料对电子束的散射作用会严重影响成像的分辨率。因此研究人员为提高分辨率做了大量工作，提出了一些解决办法。一是控制液体池厚度，控制气泡的大小；二是改变夹层材料以减小散射作用，如使用石墨烯，氧化石墨烯，氮化硼等。

（2）成像速率

为了减小电子束散射造成的噪音影响，获取高质量的TEM图像时，0.1到1秒的成像时间是必须的。对于EDS或EELS而言，可能需要更长获取时间。为了研究纳米材料结构的转变过程和观察化学反应过程中的重要中间体，提高原位电镜的图像分辨率和成像速率是至关重要的。

（3）与其他技术联用

一是与光谱联用。光谱分析可以在保证TEM操作条件下对纳米材料进行定量分析。二是与气相色谱、高效液相色谱联用。原位电镜的密闭液体池与气液色谱的操作条件类似，液体池中的气液组分通过气液色谱的分析，可以在原位条件下提供反应产物和反应效率等信息，帮助在分子或原子尺度下理解纳米材料的转变。

（4）液体池的发热现象

在原位电镜的观察过程中，电子束照射液体池会产生热效应。这种热效应产生的加热温度是不可控的，且不易监测的。

（5）原位研究生物材料面临的挑战

生物材料的对比度较低，而且液体池的散射效应极大影响了生物材料TEM图像的分辨率。此外，高能电子束的辐射也会降解或改变生物材料，影响其稳定性。