又一个工业皇冠上的明珠被拿下，国产透射电镜问世，打破国外垄断

又一个工业皇冠上的明珠被拿下，国产透射电镜实现重大突破，彻底打破国外垄断。

近日，大陆首台国产场发射透射电子显微镜在广东广州正式发布，一举打破国内透射电镜100%依赖进口的局面。

透射电镜全称透射电子显微镜，用电磁场作透镜，把经加速和聚集的电子束投射到超薄切片的样品上，电子与样品中的原子碰撞而改变方向，从而产生立体角散射。散射角的大小与样品的密度、厚度相关，因此可以形成明暗不同的影像，影像将在放大、聚焦后在成像器件上显示出来。是一种高分辨率（0.1nm-0.2nm）、高放大倍数（0.2K-600K）的显微镜。

透射电镜可以看到光学显微镜无法看清的细微结构，其分辨能力可达原子级别。例如，透射电镜可以观测动物植物细胞超微结构，如线粒体、内质网、高尔基体、溶酶体、叶绿体、液泡、细胞内生细菌等结构及病理变化。可以观测病毒颗粒、外泌体、病原微生物、各类细菌真菌、纳米材料及纳米颗粒、晶体结构等等。可见，它是生命科学研究、新材料研发、半导体检测等领域的一种关键设备，具有极高的行业垄断性与技术门槛。所以，当下全球透射电镜市场份额主要被日美的企业占据。

根据统计数据，大陆在2022年，一共进口透射电镜约300台，进口总额超30亿元。并且，预计2022年至2028年期间，年复合增长率将会超5.8%，市场需求量持续上升。而透射电镜的国产化，却一直是个空白，急需取得突破才行。

2016年，中国科学院院士、生物岛实验室主任徐涛联合中国科学院生物物理研究所研究员孙飞，启动透射电镜有关研究。

并在2020年，建起一支体系完整的透射电镜研制工程技术团队。最终，突破了120千伏场发射电子枪、120千伏低纹波高压电源、400万像素和1600万像素棱镜耦合CMOS电子探测相机、100万杂合像素直接电子探测相机等核心技术，实现了透射电镜TH-F120的自主研生产。

并且在部分性能上，还实现了反超。例如，自主研制的高亮度场发射电子枪，相比于同级进口产品的热发射电子枪，亮度更高，发射稳定性和相干性更优，匹配自主研制的电磁透镜系统，针对120kV成像平台特别优化电子光学设计，可带来更佳的图像衬度和分辨率。其信息分辨率达到了0.2nm，可以看到大多数晶体的排列结构。

透射电镜的工作原理是，利用被加速到120千电子伏特的高能电子与被观测样品中的原子发生相互作用，检测透射电子携带的样品信号转化为显微放大的图像，可以用来观察材料样品中的原子排列结构、细胞组织样品的精细超微结构、病毒和生物大分子复合体的精细结构。可以说，透射电镜是研究微观世界的重要仪器，在众多领域都将发挥出巨大作用。尤其对于高速发展的中国来说，避免在这一领域被卡脖子，是非常重要的。

另外，据了解，电镜电压越高意味着电子能量越高，就具有更高的穿透能力。所以，TH-F120只是第一代入门产品，研发团队正在研制200kv场发射透射电镜，将拥有更强的性能。

总之，TH-F120的发布，意味着大陆打破了国外在透射电镜技术领域的垄断和长期重度依赖进口的局面，为大陆在材料科学、生命科学、半导体工业等前沿科学及工业领域的高质量发展提供有力支撑，进一步中国科技的全面发展。