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蔡司扫描电镜助力嫦娥五号月壤的研究

   近期,蔡司君即采访了中科院地质与地球物理研究所电子探针与扫描电镜实验室的陈意主任,苏文研究员和原江燕博士。

  该实验室目前可以实现:▪ 矿物、岩石、材料等各类固体样品的微区形貌和结构观察;▪ 高精度的微区(微米级)无损主、微量元素分析;▪ 高精度主微量元素线扫描和面扫描分析。

  实验室面向国内外地球科学领域的科研人员和研究生开放,主要服务于固体地球科学领域研究,包括岩石圈演化、矿产资源、环境科学、行星科学等领域。

蔡司扫描电镜

  完整访谈节录

  小蔡:我们实验室的最主要工作是哪一块?

  陈主任:实验室承担的是嫦娥五号月壤的矿物学和岩相学工作,也是研究中非常必要的基础工作。主要工作有两个方向:一个是图像分析;一个是主、微量元素的定量分析。所以这一次嫦娥五号带回月壤的图像和成分分析,是在我们实验室完成的。

  小蔡:我们这台蔡司扫描电镜GeminiSEM 450是2019年采购,2020年安装的,它在实验室承担的工作或者研究方向主要有哪些?

蔡司扫描电镜

  陈主任:研究方向主要是两大块:一般最多的是固体地球科学,比如岩石、矿物、土壤的形貌、结构和成分分析;最近这两年,随着行星科学的发展,在陨石、月壤等地外样品方面的测试需求也逐渐增多,这也是将来一个重要的发展方向。

  小蔡:能请您介绍一些月球样品研究的背景么,特别是我们所里的情况?

  陈主任:因为我国之前没有返回过月球样品,我们对月球样品的了解极少,所获得的信息大多数来自于文献和陨石方面的研究,所以对月壤的分析基本是“零经验”。

  而且这次返回的是直接从月球表面取得的月壤,颗粒特别小,就像一把土,一吹就飞,不仅样品处理起来困难,分析测试也相当困难。这个时候特别需要发挥显微学的优势,特别显微结构和原位分析这块仪器设备的作用。

  在嫦娥样品分发之前,我们就积累了很好的技术储备,并做了大量的演练。所以在7月12号嫦娥样品到了所里之后,大家很快就进入了研究状态,对之后成果的快速输出也很有帮助。

蔡司扫描电镜

  小蔡:拿到了月壤样品之后我们所做了哪些研究呢?

  陈主任:除了最基础的月壤的结构和成分的表征之外,还做了年代学、Sr-Nd同位素和挥发分的分析,获得了一些非常重要的结果,最终都发表在了Nature上面。其他研究后续也会逐步发表出来。

  小蔡:那么蔡司的显微镜解决方案在新发的这几篇Nature文章中提供了哪些帮助呢?

  陈主任:这么说吧,文章里高清扫描电子显微镜的图像基本上都是这台GeminiSEM 450拍摄的,因为这一台的分辨率在我们所的扫描电镜里面是*高的。

  我们在选择样品时会先对样品做一次快速初扫,这个步骤是在另外一台设备上做的。之后我们要甄别、精选一些有代表性的样品,拍摄一些特别高分辨率的图像,都是用这一台GeminiSEM 450完成的。

  文章投出去之后审稿人对我们的图像质量表示非常impressive。因为样品本身尺寸非常地小,特别是里面的定年矿物只有几个微米,需要获得很高分辨率的图像来展示它们的显微结构特点,这是对月球玄武岩年龄解释的一个很重要的基础。

  小蔡

  非常感谢陈老师的认可!蔡司除了电子显微镜的解决方案,还有光镜、X射线显微镜等解决方案,如果在今后的月壤研究当中需要用到而我们所里面暂时不具备硬件条件的,也欢迎到蔡司北京的实验室来,我们可以为老师们开放仪器时间,来帮助咱们把数据收集的更全面一些。

  最后,再次感谢三位老师对本次访谈的支持!