掃描電鏡中如何觀察含水樣品？

掃描電鏡（SEM）用電子束掃描樣品表面，收集攜帶電子束與樣品相互作用信息的反射電子。如果樣品倉內殘留有空氣，空氣原子與電子束相互作用，部分偏轉電子，并在圖像上增加噪聲。 

這就是掃描電鏡成像前必須達到一定真空度的原因。但是，雖然高的真空對于準確的分析來說是至關重要的，但它也會對某些類型的材料成像產生負面影響，例如含有水分的樣品。閱讀這篇博客，了解如何在掃描電鏡的真空環境中觀察對真空敏感的樣品，并保持樣品結構完整。 

SEM中的真空度 

首先，我們來談談掃描電鏡（SEM）中的真空度。真空度（或壓力值）可由操作者控制。對于臺式掃描電鏡，真空度在1 - 10帕斯卡之間。用于比較的是：大氣壓是100000帕斯卡。

當壓力降到大氣壓值以下時，所有液體都會發生相變。因此所有掃描電鏡（SEM）的內部必須采用不受高真空度影響的特殊材料。 

有些樣品會受到影響，并且它們的行為也會有所不同：最敏感的是含水樣品。

有內部孔隙的樣品，或者是由含水材料制成的樣品，都可能會受到影響，因為它們會在成像過程中釋放出氣體。

任何從樣品中釋放出的氣體都是成像工具的風險，因為它可能會污染鏡筒或探測器，損害儀器的功能，或影響圖像質量。出于這個原因，飛納臺式掃描電鏡（Phenom Desktop SEM）通常配備一個保護程序，當檢測到突然或意外增加的壓力水平時，會彈出樣品。

如何防止或限制樣品釋放氣體

預測樣品的行為并不那么容易：植物葉子通常可以在沒有任何特殊預防措施的情況下成像，而奶酪則會釋放氣體。這就是為什么得到好的圖像的關鍵是樣品制備。有一些技巧可以防止或限制樣品釋放氣體。許多都需要對樣品進行預處理。

飛納掃描電鏡下的新鮮葉子，不用噴金，直接觀察，氣孔清晰可見

利用飛納電鏡溫度樣品杯在-25°C觀察藍紋奶酪上霉菌孢子

例如，干燥器可以從樣品中去除液體，并為成像做好準備。

盡管這一過程將提供非常好的圖像，但圖像不能代表原始樣品。由于環境壓力較小，樣品深層的水可能會通過樣品的內部結構進入大氣并蒸發。

由于這種樣品內部釋放氣體的結果，樣品將顯示假象——甚至在最壞的情況下，整個結構可能會塌陷。

還有其他的替代方案。在較低的真空模式中操作掃描電鏡（SEM）（或增加壓力）會減慢蒸發速度，同時凍結樣品幾乎可以完全停止樣品釋放氣體過程，并保持樣品的原始結構。

飛納電鏡拓展選件——溫控樣品杯

為了研究對真空度敏感及易脆性的樣品，如生物、食品和有機涂層等，飛納電鏡研發了溫控樣品杯。溫控樣品杯能控制樣品的溫度，從而影響樣品周圍的濕度。最大限度的降低電子束和真空度對樣品的損壞。樣品杯的工作原理是基于珀爾帖效應，可以迅速、容易地調整溫度。樣品的溫度能夠精確的監控，通過專用鍵盤控制器來控制。溫控樣品杯溫度控制范圍 - 25℃～ + 50℃，精度在 ± 1.5℃。

用飛納電鏡溫度樣品杯在-25°C觀察黃瓜的橫截面