環境真空掃描電鏡是一種結合掃描電子顯微鏡與環境控制技術的高分辨率顯微技術，能夠在較寬的環境條件下進行樣品的觀察和分析，特別適用于在傳統掃描電子顯微鏡無法有效操作的樣品，如水分較多、有氣體揮發或是需要特定氣氛的樣品。
一、工作原理
環境真空掃描電鏡的核心原理與傳統SEM類似，都是通過掃描電子束與樣品表面相互作用產生信號，并通過這些信號獲取圖像。然而，最大的特點是在掃描過程中，樣品并不需要像傳統SEM一樣在高真空條件下操作，而是可以在一定的氣壓范圍內進行分析。為了實現這一點，它采用了一個具有特殊設計的環境控制系統，包括一個真空室和一個氣體注入系統。
1、電子束與樣品的相互作用：電子槍發射的電子束掃描樣品表面。當電子束與樣品相互作用時，會產生一系列的信號，包括二次電子、反射電子、特征X射線等。這些信號經過收集后用于生成圖像和分析樣品成分。
2、環境控制：優勢在于它能夠在一定的壓力環境下工作。為了使電子束能夠有效穿透空氣并與樣品相互作用，樣品需要處于高真空環境。通過在樣品周圍引入可調的低壓氣體環境，電子束仍然能夠有效與樣品相互作用，這使得樣品在不需要過度處理的情況下，就能在顯微鏡中進行觀察。
3、水蒸氣的影響：水蒸氣等氣體的存在不會干擾圖像的獲取。由于低壓環境的特性，水蒸氣在這種情況下不會凝結成液滴或干擾電子束的路徑，確保了高分辨率圖像的獲取。
4、數據采集：通過在適當的氣壓和濕度條件下操作，能夠收集樣品在不同環境條件下的圖像，進而獲得更多的樣品信息，如形態、表面結構、分布等。
二、技術優勢
1、無樣品處理：環境真空掃描電鏡的優勢之一是能夠直接在自然狀態下觀察樣品，無需進行高真空處理或樣品表面涂層。這對于那些容易受損或改變形態的樣品，尤其是生物樣品或濕潤的材料，極為重要。
2、廣泛的應用范圍：別適合用于觀察那些傳統SEM無法處理的濕潤樣品、氣體反應中的材料、合成過程中的化學反應等。此外，還可以用于觀察樣品在特定環境下的變化，比如溫度、濕度、壓力等條件對樣品表面或結構的影響。
3、實時動態觀測：由于它能夠在不同環境下操作，因此它不僅適用于靜態樣品的觀察，還能進行動態實時觀察。例如，可用于研究液體中的納米顆粒、氣體反應過程、濕度變化下的材料膨脹等現象。
隨著環境控制技術和電子顯微鏡技術的進一步發展，環境真空掃描電鏡的分辨率、穩定性和多功能性將進一步提高，更多領域的應用將得到拓展，尤其是在生物醫學、納米技術以及材料科學等領域，將發揮更加重要的作用。
