微觀顆粒在各個領(lǐng)域中的應用飛速增長，而這些微觀顆粒的使用關(guān)鍵在于控制其性能參數(shù),。這篇文章將解釋為什么需要地對顆粒進行監(jiān)測和表征,，以及掃描電鏡如何在這個過程中扮演重要角色,，主要得益于其多功能性和的空間分辨率,。

“顆粒” 指在一定尺寸范圍內(nèi)具有特定形狀的幾何體,，這里所說的尺寸一般在毫米到納米之間。實際上顆?？梢詮膩喸映叽纾ù笮?0-15米）,，到微觀范圍的原子（0.3Å）和分子（nm-μm），再到宏觀尺寸,，包括塵埃粒子 ,，塵土,，皮膚（mm-cm）等,。因此，對“顆粒”定義是相當困難的,，通?？衫斫鉃轭w粒在尺寸和形狀方面變化很大。

微觀顆粒：它們?yōu)槭裁慈绱擞腥?

微觀顆粒 —— 這類顆粒非常有趣,，因為它們被廣泛應用于陶瓷,、食品工業(yè)、電子,、聚合物和塑料,、化妝品和制藥等領(lǐng)域。經(jīng)證明，這些顆粒的大小和形狀會影響材料的性能,。

一般而言,，大多數(shù)材料都與尺寸相關(guān)。相同材料在納米尺寸上的物理性質(zhì)不同于宏觀尺度上的物理性質(zhì),。造成這種現(xiàn)象的有幾個因素：首先,，當材料到達納米尺寸，經(jīng)典力學不再能夠描述這些過程,，需要用到量子力學來描述,。此外，材料的尺寸越小,，比表面積增大,，可能會影響材料的某些性能（圖1）。

圖1：由顆粒組成的材料的比表面積增加

性質(zhì)改變的納米材料

與其塊體材料相比,，納米材料發(fā)生性質(zhì)改變的例子很多,。例如，黃金的光學性質(zhì)在宏觀尺度和納米尺度上是截然不同的,。*,，黃金是黃色的，但是對于黃金納米顆粒來說卻不是同,，它們的顏色可以從紫色到紅色不等,，這取決于它們的尺寸大小（圖2）,。此外,，用于制作防曬霜的氧化鋅（ZnO）納米顆粒相比于防曬霜中的其他塊體材料，不會散射可見光,。

圖2：隨著金顆粒尺寸的減小,，黃金的光學性質(zhì)發(fā)生變化。

納米材料改變的不僅是光學性質(zhì),，電學性質(zhì)在納米尺寸上也可能不同,，一些導體材料可以變成半導體，反之亦然,。因此,，顆粒的尺寸作為一個重要因素，可以影響它們在許多不同應用中的性質(zhì),。

例如,，它可能會影響醫(yī)療應用上的傳輸效率，催化過程中的反應活性和溶解速率,，以及陶瓷樣品的孔隙率等,。這類納米顆粒由于其較高的比表面積,，從而能吸收和攜帶多種化合物，因此在醫(yī)學上用于藥物輸送是非常有吸引力,。

除了尺寸,，顆粒的形狀也是決定性因素之一，會影響材料的性質(zhì),，從而影響終產(chǎn)品的性能,。與尺寸類似，形狀可以改變食物的質(zhì)感,，以及醫(yī)療藥劑的流動性和反應活性等,。此外，顆粒的其它特性,，如凹凸性和圓度也很重要,，因為它們也會影響其性質(zhì)。

獲取顆粒圖像

很明顯,，顆粒由于其性質(zhì)可變及巨大的應用潛力,，已經(jīng)吸引了許多來自世界各地不同領(lǐng)域研究者們的關(guān)注。原則上,，材料的性能可以通過控制尺寸和形狀來調(diào)整,。為了達到這一目的，人們使用了許多表征技術(shù)來獲得顆粒形狀和尺寸分布,。

通常,，輸出關(guān)于顆粒特性的結(jié)果是具有挑戰(zhàn)性的，不僅要涉及統(tǒng)計性,，還要涉及準確性,。為了達到這個目的，飛納電鏡的顆粒統(tǒng)計分析測量系統(tǒng)（圖3）可以促進這個過程,。它結(jié)合了高分辨率電子成像與自動分析,，對所獲取的顆粒圖片自動統(tǒng)計、分析并輸出測試報告,，從這份測試報告中不僅可以獲取顆粒的尺寸和形狀,，還可以得到顆粒的凹凸度、圓度,、表面積和體積等許多其他特性,。

圖3：對采集到的 SEM 圖像進行處理,，自動對顆粒進行識別,，后給出的分析結(jié)果包含顆粒的尺寸、形狀分布及其他重要特征參數(shù),。

納米粒子發(fā)生器

VSP-G1 是荷蘭 VSParticle 公司制造的全自動納米顆粒制備系統(tǒng),。這個系統(tǒng)能夠非常地為研究學者們制備理想中的納米顆粒。VSP-G1 系統(tǒng)可以為納米研究創(chuàng)造許多新的方向。一分鐘選擇材料,，五分鐘產(chǎn)出納米顆粒,；65 種元素覆蓋，自由選擇搭配,。