中国科学院宁波材料技术与工程研究所

【人民网】新春走基层 材料的微观世界是什么样子——探访中科院宁波材料所

发布:2016-01-29

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  纳米、石墨烯、磁材等人们耳熟能详的材料,在扫描电镜下,它们的微观世界是什么样子?近日,人民网记者来到位于宁波市镇海区的中科院宁波材料所,让我们通过扫描电镜,来走近神秘的微观世界吧。

  一般来说,人眼能看到的最小物体是0.2毫米,如果想要看到肉眼看不到的微小物体,如细菌、细胞、微生物等,可以借助光学显微镜。但是如果人们要想看到小到纳米的微小物质时,就需要借助更为先进的仪器,扫描电镜就是其中之一。

  在中科院宁波材料所,有一个投资近亿建成的公共检测中心,这里配备顶尖的材料科学研究大型精密仪器,其中一台日本进口的场发射扫描电镜,可谓镇所之宝。

  每天至少8小时,扫描电镜管理员魏安祥都与这台高端精密仪器为伍。在这间配有严密门禁,需要佩戴鞋套才可进入的实验室里,他像是一名捕捉材料微观形貌的“摄影家”。

  如果说实验室是照相馆,那么大型精密仪器就是他的摄影机,各种各样的材料成为他镜头下的最美主角。

  魏安祥落坐仪器前,左手调拨球状按钮,用来“取景”;右手转动控制表盘,用来对焦。

  这台场发射扫描电镜,能把物体放大20万倍,专门用于观察材料表面的微细形貌、断口及内部组织,并对材料表面微区成分进行定性和定量分析。 

  记者走进实验室,他正在检测手机触摸屏材料。

  “像这样立方体的形状,就是导电性能好的表征。想要得到材料的这种性能,就要尽可能地获得这种形貌。”说话间,他已利落地截取图像。

  扫描电镜下,原本看似普通的立方体形材料,显得那样的美妙:立方体与立方体之间,肩挨着肩,手牵着手,如少女手牵着手海边跳舞。

  一勺如面粉状的纳米粉末材料,在20万倍镜头下,像两只拥抱的海星,紧紧相依。

  为了再次验证扫描电镜的神奇,记者随手揪下一根头发,在魏安祥的“摄影机”下,光滑的头发如深海鱼鳞般整齐,有明显的层次感。

  外人看起来枯燥无比的工种,在魏安祥眼里却充满“获得感”。

  一次,余姚一家企业送来磷酸铁锂粉末样品,检测粉末直径。在这之前,该企业找了不少单位提供样品图片拍摄,但一直不满意。魏安祥在最短的时间内,给出详实的数据和高清微观图像,企业十分满意,就认准了到这家来“拍照”。 

  用魏安祥的话说,这大概是找到一家中意的照相馆或一个摄影师吧。 

  公共检测中心主任李勇说,检测中心自2007年底开始运行以来,已为200多家科研院所、高校和企业单位提供了测试服务,其中包括福建、广东、上海、北京、江苏、安徽等地的知名高等院校及科研机构。 

  仪器坏了,出故障了,魏安祥半夜从被窝里爬起来赶到实验室,一个月有两三次。“仪器故障不能拖,一拖就有损伤,必须及时处理。”魏安祥说。

    魏安祥于2011年来到宁波材料所,老家在安徽。聊起从事的这份工作,他说:“我从材料的微观世界中发现了很多美丽的图案,材料科学其实并不枯燥。”

 

魏安祥正在检测手机触摸屏材料。外界看来枯燥无比的工种,在魏安祥眼里是“彩色”的。章勇涛 摄

 

培养新人使用场发射扫描电镜是魏安祥的一项重要工作内容。章勇涛 摄

 

纳米材料粉体(左)放大两万倍后的镜下效果(右)

 

人体毛发(左)与放大五百倍后的镜下效果(右)

 

 (原载《人民网》 浙江频道 2016年1月28日)