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城大研發平價小型電子顯微鏡 擬灣區建電子光學設計製造中心

擬灣區建電子光學設計製造中心 爭取保持技術領先全球15年

電子顯微鏡在醫學、生命科學、化學、材料學、集成電路等研究領域廣受歡迎。惟礙於體積所限,現行電子顯微鏡難以應用於太空穿梭機、深海及深地研究船等空間有限的環境,亦未能解決長久以來有關輻射損害及靜態圖像樣本的樽頸問題。為克服上述問題,香港城市大學團隊研發出包括脈沖電子源、超快相機、分段抽氣真空系統及像差校正器的電子顯微鏡系統,未來可望用較低成本生產特定的小型電子顯微鏡。團隊下一步計劃於大灣區建立一個世界領先的電子光學設計和製造中心,目標是爭取在儀器及科學領域上,保持較全球其他電子顯微鏡設施領先15年的技術。

電子顯微鏡能以明顯高於光學顯微鏡的分辨率成像,並提供微納米甚至原子尺度的測量及分析,在多個研究行業中廣受歡迎。不過,目前的電子顯微鏡未能解決長久以來有關輻射損害及靜態圖像樣本的樽頸問題,窒礙研究微小原子及電子光束靈敏的材料,而現行電子顯微鏡的體積也難以應用於空間有限的環境。

城大材料科學及工程學系講座教授陳福榮團隊,設計出可供桌面版電子顯微鏡使用的脈沖電子源和快速相機。在快速相機上加裝偏向器,令成像速度不再受制於成像輸出時間,這一概念在桌面電子顯微鏡系統上首次得到證實。此外,團隊設計的像差校正器更進一步提升成像的解像度。

能以市場同類產品六成價格出售

由於團隊擁有相關知識產權,可自由設計系統,因此團隊未來將可用較低成本生產特定的小型電子顯微鏡。例如,六硼化鑭(LaB6)桌面電子顯微鏡將可以目前市場同類產品的六成價格出售。

陳福榮表示,高端儀器微型化是工業發展無可避免的趨勢。團隊得到深圳市福田區政府支持,是唯一成功製造多個高端電子顯微鏡的大學研究團隊,現正研發高時空分辨率掃描/透射一體化桌面電子顯微鏡,將利用脈沖空錐成像,在室溫及液態狀況下觀察及重構立體的蛋白質結構。目前要觀察蛋白質的結構,只能在極低溫度下以冷凍電子顯微鏡進行,團隊的研究將突破這方面的局限。

團隊將於大灣區建立電子光學設計和製造中心,集中研究電子光學技術,並進行技術轉移。「該中心旨在將電子光學的相關技術轉移至營運中及新成立的公司。」

陳福榮表示,中心將以創新的電子光學技術,專注研發目前未能在不同外部環境(例如電場、激光、高溫、低溫)下進行的人工光合作用、量子材料及水科學等相關應用科技,提供一系列高時空分辨電子顯微鏡服務。中心將在量子器件、未來能源、生命科學及醫學等領域作出突破性的研究,並將團隊的科研成果轉化應用,造福社會。

(來源:香港文匯報 記者姬文風報道)

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