五彩斑斕的黑 顯微鏡微觀世界下的極致色彩

      小時(shí)候，我們?cè)诟改缚谥新牭搅随隙鸨荚碌墓适拢闹幸仓饾u形成了嫦娥奔月的形象;長(zhǎng)大了我們見證了“嫦娥”探月，中國(guó)在航天上收獲的成就讓每一個(gè)國(guó)人感受到驕傲。而這位由我們創(chuàng)造出來的“嫦娥”也在一次次的奔月途中，為我國(guó)的航天事業(yè)以及科研發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。

　　2020年12月，嫦娥五號(hào)將約1731克月球土壤樣品安全帶回了地球，這些看起來黑乎乎的土壤成為了我們了解月球成分結(jié)構(gòu)的直接手段。而在現(xiàn)代技術(shù)的幫助下，看似平平無奇的漆黑月壤，卻向我們展示了什么叫做“五彩斑斕的黑”。

　　據(jù)悉，月壤樣品被分為了粉末狀、顆粒狀、光片三種，研究人員通過顯微鏡放大10倍觀察樣品后發(fā)現(xiàn)，月壤樣本中含有非常多的礦物，例如橄欖石、硅酸鋁鈉鈣、火山玻璃、撞擊玻璃，也正是這些礦物讓微觀世界里的月壤塵埃呈現(xiàn)出五彩斑斕的景象。

　　事實(shí)上，顯微鏡作為一種常見的實(shí)驗(yàn)室儀器，不僅僅在礦物研究中起到了重要的作用，在生物研究、材料合成等科研工作中也有非常多的運(yùn)用，可以是是一款適用于化工、生物、航天、材料、醫(yī)療等多種領(lǐng)域的通用分析技術(shù)。而更重要的是，顯微鏡在科學(xué)這一個(gè)大環(huán)境中，有著非常重要的地位。

　　顯微鏡帶我們觀察微觀世界的同時(shí)，也被視為是人類進(jìn)入微觀領(lǐng)域的象征。在其數(shù)百年歷史中，顯微鏡為了適應(yīng)不同的需求，結(jié)合不同的技術(shù)，不斷的發(fā)展和突破，也伴隨著許多科學(xué)理論的提出、科學(xué)規(guī)律的發(fā)現(xiàn)、科研成果的誕生。也正因?yàn)槿绱耍@微鏡的領(lǐng)域非常復(fù)雜，盡管幾乎每一種顯微鏡都能給我們展示出微觀世界中的色彩，但是，這些色彩所代表的意義卻并不相同。

　　如今，顯微鏡大致有兩類——光學(xué)顯微鏡(光鏡)和電子顯微鏡(電鏡)，兩者明顯的區(qū)別在于：光鏡使用光學(xué)鏡片作為聚焦鏡，使用可見光作為光源;電鏡使用電磁透鏡作為聚焦鏡，利用高能短波長(zhǎng)電子束作為發(fā)射源。而這也使得光鏡展示的是樣品原本的物理特質(zhì)(例如色彩、形狀等)，能夠更直觀地觀察樣品表面微細(xì)結(jié)構(gòu)，電鏡則可以獲取晶體結(jié)構(gòu)、微細(xì)組織、化學(xué)組成、電子分布情況等，分辨能力更強(qiáng)。如果說光鏡觀測(cè)到的是物質(zhì)的“本色”，那么電鏡觀測(cè)到的色彩便是物質(zhì)的“內(nèi)在”。

　　許多人存在一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為電子顯微鏡是一類遠(yuǎn)高于光學(xué)顯微鏡的儀器，其實(shí)不然。雖然從放大能力以及觀測(cè)能力來說，電子顯微鏡有明顯優(yōu)勢(shì)，但是電子顯微鏡也存在盲點(diǎn)。例如電子顯微鏡對(duì)于工作環(huán)境的真空要求非常高，電子束的照射也會(huì)使生物樣品受到輻照損傷，因此活體生物有關(guān)的研究就很難只依賴電子顯微鏡完成。因此，客觀來說，光學(xué)顯微鏡和電子顯微鏡其實(shí)是互補(bǔ)的，但是可以確定的是，在求知欲與技術(shù)發(fā)展的共同作用下，顯微鏡的發(fā)展會(huì)越來越好，在人們解鎖微觀世界的秘密上，提供更多的幫助。