利用天游线路检测中心电镜探索“软材料世界”
采访 21
兵库大学理学研究科生命科学系、细胞结构系西野尤里副教授
“我想观察乳液的状态。” 2012年，应食品制造商的要求，我们在兵库大学宫泽敦夫教授的指导下开发了天游线路检测中心电子显微镜（cryo-EM）。
此后，西野副教授参加软材料相关会议时，经常听到人们这样说：“我想看到乳液和浆料中的微观结构，但我没有办法看到它们。”从这次经历中，我不仅意识到设备的可用性，而且意识到当时涉及天游线路检测中心样品进行观察的天游线路检测中心电镜方法本身还不为人所知。
对于生物学领域的西野副教授来说，天游线路检测中心电镜是一种熟悉的设备。事实上，除了天游线路检测中心透射电子显微镜 (cryo-TEM) 之外，实验室在相对较早的阶段就开始使用天游线路检测中心扫描电子显微镜 (cryo-SEM)。天游线路检测中心电镜这个名字在 2017 年获得诺贝尔化学奖后变得家喻户晓。
顺便说一句，乳液是一种乳化液体。将油滴分散在水（或水溶液）中的牛奶、蛋黄酱、乳液、粉底液和头发护理剂等产品称为“O/W乳液”。
浆料是分散在液体中的细小固体颗粒的混合物，粒径约为01微米至1毫米。它是一种常用于电池电极材料、油墨和涂料等应用的材料。
颗粒是否结块，直径是否不均匀，是否随时间变化？即使我们想知道这一点，这些材料处于液态，因此要求样品干燥的传统电子显微镜无法看到原始状态的颗粒。
“这是我第一次看到它”一个喜悦的声音
“那么，让我们向您展示一些观察图像，”西野副教授和他的同事决定使用天游线路检测中心电镜拍摄一些乳剂。当我向公司里的人展示它时，他们表示很高兴，说：“这是我第一次看到它”和“太神奇了。”
为了响应这些反应，人们对使用天游线路检测中心电镜观察软材料的兴趣逐渐蔓延。研究燃料电池的汽车相关公司尤其感兴趣。
在燃料电池中发挥重要作用的催化剂层（发生氢气氧化和氧气还原等电化学反应的部分）是通过涂敷墨水然后干燥来制造的，但迄今为止还无法直接观察墨水中细颗粒的结构和分散状态。然而，通过使用天游线路检测中心电镜，我们能够确认墨水中物质的状态，例如催化剂颗粒（在碳基材料上负载有铂纳米颗粒的颗粒），这对于改进制造方法很有用。
使用天游线路检测中心扫描电镜 (JSM-IT800) 观察鲜奶油的图像当观察用天游线路检测中心超薄切片机切割的没有涂层的平坦表面时，与水相部分相比，以暗对比度检测到油滴
此外，西野副教授及其同事在学术会议上展示了这些成果，合作研究逐渐增多。一些公司开始自行推出天游线路检测中心电镜。
电子显微镜暑期学校讲座
积累新的专业知识
当许多公司开始对天游线路检测中心电镜的使用感兴趣，并且西野副教授开始支持他们时，出现了一个问题。这意味着我们必须找到方法来制备适合观察各种材料的样品。没有一种方法可以制备样品。
溶液不一定是水。根据样品的不同，它可能是有机溶剂，例如酒精或油。有些样品根本不含水。适当的天游线路检测中心方法因人而异。对电子束损伤的敏感性各不相同，并且根据观察方法，某些样本可能会表现出意想不到的物理行为。就生物样品而言，液体成分主要是水，处理它的技术是众所周知的。然而，人们对其他样品在低温真空条件下的行为知之甚少。西野副教授的搜寻工作已经开始。
幸运的是，通过与各公司的联合研究以及利用大学开放设施系统提供技术，西野副教授能够逐渐积累如何准备、处理和观察此类样本的专业知识。积累的专业知识将在研讨会和讲习班上传播。部分由于这一点，企业对天游线路检测中心电镜的兴趣似乎进一步增加。
新型天游线路检测中心扫描电镜取得惊人进展
正如开头提到的，兵库大学拥有天游线路检测中心透射电镜和天游线路检测中心扫描电镜。看来使用哪一种主要是根据被观察物体的大小来决定的。如果您要观察的物体在几百纳米到几微米的范围内，请使用天游线路检测中心扫描电镜。
兵库大学将于2024年推出一款新的SEM。这就是JEOL的扫描电子显微镜JSM-IT800。我们为其添加了一个用于天游线路检测中心台和真空天游线路检测中心传输梭的对接端口，使其可以将其用作天游线路检测中心 SEM。旧的天游线路检测中心扫描电镜大约是在10年前推出的，所以当他比较它时，他对它在很多方面的进步感到惊讶。
JSM-IT800肖特基场发射扫描电子显微镜低温台用于观察软材料
``The first thing that struck me was how clear the image was'' (Associate Professor Nishino) “当你使用高倍放大时，你可以真正感受到清晰度。”
天游线路检测中心扫描电镜 (JSM-IT800)与主要观察干燥后催化剂层结构的传统方法相比，天游线路检测中心扫描电镜可以使油墨中颗粒分散的状态可视化，就像涂布和干燥之前一样。
漂移校正功能也给他留下了深刻的印象。天游线路检测中心扫描电镜中经常发生图像抖动（漂移）。由于没有导电金属涂层，样品会因连续的电子束照射而带电（充电）。
另一个值得欢迎的发展是背散射电子探测器灵敏度的提高。 ``When I tried to view backscattered electron images in live mode, (the sensitivity was low)
软材料研究和天游线路检测中心电镜的未来
天游线路检测中心电镜在软材料领域的应用已经扩大，但西野副教授有信心它会继续扩大。目前，其在食品行业、化妆品行业和电池领域的使用正在扩大，但这些并不是处理软材料的唯一行业/领域。有许多行业/领域不认可天游线路检测中心电镜。西野副教授和他的同事们将继续启发这个行业。用新推出的天游线路检测中心扫描电镜拍摄的清晰图像可能会成为当时有力的演示材料之一。
西野尤里
兵库大学研究生院生命科学系副教授
自2001年起，他一直担任RIKEN同步辐射研究中心的研究员。2013年起任兵库大学研究生院理学研究科特聘助理教授。自 2025 年起任职。
