香港城市大学成为全球首家自行设计及生产电子显微镜的大学

高时空分辨率电子显微镜。

读特客户端·深圳新闻网2023年4月20日讯（记者 徐乐钊 陈湛淇）4月20日，香港城市大学（以下简称“港城大”）“高时空分辨率电子显微镜”全球新闻发布会在港城大及港城大深圳福田研究院同步举行。港城大署理校长陈志豪教授、深圳市福田区委书记黄伟、福田区人民政府副区长欧阳绘宇及深圳市科技创新委员会等出席本次活动。

港城大深圳福田研究院高时空分辨电镜研究部所研发制造的高时空分辨率电子显微镜是我国首台自有知识产权的高时空分辨率电子显微镜，也是世界上第一台同时具备低电压、场发射、扫描透射一体化模式的紧凑型电子显微镜。港城大的研究团队率先研发先进技术，自主设计及生产电子显微镜 ，是全球首家拥有相关科研实力的大学。团队得到福田区政府支持，是唯一成功制造多个高端电子显微镜的大学研究团队。

港城大成为全球首家自主设计及生产新一代电子显微镜的大学。（左起） 城大署理校长陈志豪教授、材料科学及工程学系讲座教授、高时空分辨电子显微中心（TRACE）主任及深圳福田研究院院长陈福荣教授、TRACE研究员薜又俊博士。

在港城大材料科学及工程学系材料工程讲座教授、高时空分辨电子显微中心主任及深圳福田研究院院长陈福荣教授带领下，团队研发出的电子显微镜系统包括脉冲电子源、超快相机、分段抽气真空系统及像差校正器。团队的最终目标是研发出一款小型高时空分辨「量子」电子显微镜，用以研究光束灵敏材料的原子动态。

由于电子显微镜能以明显高于光学显微镜的分辨率成像，并提供微纳米甚至原子尺度的测量及分析，因此在多个研究行业中广受欢迎，尤其在医学、生命科学、化学、材料学、集成电路和其他研究领域。

不过，目前的电子显微镜未能解决长久以来有关辐射损害及静态图像样本的瓶颈问题，窒碍研究微小原子及电子光束灵敏的材料。此外，现行电子显微镜的体积也难以应用于空间有限的环境，例如太空穿梭机、深海及深地研究船及器具。

为克服上述问题，港城大团队设计出可供高时空分辨率电子显微镜使用的脉冲电子源和快速相机。在快速相机上加装偏向器，令成像速度不再受制于成像输出时间，这一概念在高时空分辨率电子显微镜系统上首次得到证实。此外，团队设计的像差校正器更进一步提升成像的解像度。

港城大自主研发的高时空分辨率电子显微镜可应用于各种科研工业领域。

由于团队拥有相关的知识产权，并可自由设计系统，因此未来将可用较低成本生产特定的小型电子显微镜。例如，六硼化镧（LaB6）桌面电子显微镜将可以目前市场同类产品的六成价格出售。

陈教授说：“高端仪器微型化是工业发展无可避免的趋势。”团队现正研发高时空分辨率扫描／透射一体化桌面电子显微镜，将利用脉冲空心圆锥体，在室温及液态状况下观察及重构立体的蛋白质结构。目前要观察蛋白质的结构，只能在极低温度下以冷冻电子显微镜进行，团队的研究将突破这方面的局限。

团队下一步的计划是在大湾区建立一个世界领先的电子光学设计和制造中心，集中研究电子光学技术，并进行技术转移。

陈教授说：“该中心旨在将电子光学的相关技术转移至营运中及新成立的公司。”中心的目标是要在仪器及科学领域上，保持较全球其他电子显微镜设施领先15年的技术。

中心将以创新的电子光学技术，专注研发目前未能在不同外部环境（例如电场、激光、高温、低温）下进行的人工光合作用、量子材料及水科学等相关应用科技，提供一系列高时空分辨电子显微镜服务。

陈教授指出，该中心将在量子器件、未来能源、生命科学及医学等领域作出突破性的研究，并将团队的科研成果转化为应用，造福社会，并促进业界与学界的合作。

港城大深圳福田研究院副院长陈俊铎提到，港城大深圳福田研究院基于河套合作区的独特优势，采用“一院两区”的模式共享深港两地的科创资源，引进香港高层次人才前来福田进行科研工作。作为由高校科研团队产出的科研成果，高时空分辨率电子显微镜的成功研发充分体现了深港科技创新合作区“协同创新”的优良氛围与深港合作的高度融合。

陈俊铎说：“香港城市大学是第一个在河套合作区注册的香港高校，接下来我们将推出福田研究院的二期规划，利用深港两地优势共同推动科研发展，既有世界一流的成果，又能与当地的产业相结合，形成正向的科创生态。”

未来，港城大通过利用本校国际人才、知识与技术创新交汇的地缘优势，结合深圳的产业基础与应用创新优势，将大力推动高时空分辨率电子显微镜产业国产化，建设全球电子显微学创新高地和高端精密仪器装备制造产业基地，支撑电子信息、半导体、生物医药等相关产业高速发展。