访谈 显微镜最新发展趋势在线视频

大家好

我们今天的访谈中请到的是

布鲁克公司中国分公司

纳米表面部门的大中华区销售总监

邹海涛先生

邹先生 您好

能不能首先请您简单地谈一下

您在布鲁克公司从事的是怎样的一份事业

布鲁克公司是一家美国上市公司

它在纳斯达克上市

目前应该说 从测试仪器这个角度来说

排在世界的前十位

布鲁克公司它主要是在科学领域

包括工业加工领域的

一些精密的测量 分析 检验工具

其中很重要的一块就是我们这个部门

我们叫布鲁克纳米表面仪器部

它的显微镜的技术

显微镜技术主要有三大类

光学显微镜

电子显微镜 还有扫描探针显微镜

我们这一块有光学显微镜

有三维光学显微镜

超高分辨率显微镜

还有扫描探针显微镜

它也分为扫描隧道

原子力

再加上我们的近场光学显微镜

这是我们布鲁克这块服务的行业

那我们看到显微镜技术

在您从事的行业里面

无论是科学研发也好

还是在产品方面也好

都是起到非常重要的一个作用的

那您对显微镜技术相信已经是非常熟悉了

那能不能给我们介绍一下

进入现代以来

尤其是到了二十一世纪以来

我们显微镜技术

有哪些里程碑式的

突破式的这样的一些进展呢

可以 显微镜技术非常重要

大家看到一个未知的世界

通过各种显微的手段

都想再提高一个最基本的

一个是分辨率的提高

从几百纳米到几十纳米

甚至到零点几纳米的最新技术都有出现

那么另外一块就是从二维的显微

能够看到一个三维的形貌结构

这是两大块

那么显微技术在近期的一些突破

比如说我们看到了超高分辨的技术

突破了光学衍射的极限

能够达到几十纳米的分辨率

这是一个里程碑式的

而且同时三位科学家应该在2014年

拿到了诺贝尔化学奖

为了表彰他们在这个领域的突出贡献

那么布鲁克公司现在已经也有一款这样的产品

在市场上开始销售

超高分辨

另外一块就是三维的技术

我们有一个白光干涉仪

它的Z方向（高度方向）

也能够达到0.1个纳米

是一个三维显微镜技术

后面可能会介绍

三维显微镜技术这一块的一些进展

那么z方向它的分辨率也达到0.1个纳米

那您刚才提到

我们新型的显微技术的发展趋势

主要是两个方面

第一个方面是越来越高的分辨率

我们甚至能够突破衍射极限

达到纳米量级的一个分辨率

另外一个方面是从二维的探测

到了我们三维的探测

那这些新型的显微技术

在您所从事的行业里面

有一些什么典型的应用呢

可以 我可以举一个大家比较熟悉的

实际上跟我们的生活日常

非常相关的一个

智能手机这个领域的应用

我们大家都知道苹果公司

它每年都有很多新的产品的推出

那么在iphone6它的产品上

在它的研发领域就用到了一些

三维光学显微镜技术

那么近期

我们和它的一个主要供应商

台湾的一家知名企业

在合作iphone7的项目中

他们在龙潭新建一个工厂

那么我们在这个项目中

有幸参与了一些检测

质量控制方面的设备供应

那么根据他们的要求

我们提供了

在线的三维形貌测量仪

实际上就是三维形貌显微镜

那么他们需要z方向达到

小于2个纳米的测试精度

高度上2个纳米测试精度的

而且要很好的稳定性的

在线式的光学显微镜技术

那么我们公司的白光干涉仪

和他们的龙潭厂的合作

也已经开始交付使用

未来我相信 在今年大概九十月份

推出iphone7的时候

那这个产品应该还是值得期待的

因为它的先进封装技术上面

确实用到了世界上最先进的

这些加工的 包括检测的设备

您刚才给我们提到在工业领域

其实就是

我们平时生活中要用到的苹果手机

在它的制造的过程中

我们的显微镜

起到了非常重要的一个作用

那除了像这样的工业应用

比如说在科学研究的领域

在国际高精尖的科学研究的这样的一个方向上

我知道我们的显微镜

也是起到非常重要一个作用的

比如说我就知道

石墨烯的发展过程中

显微镜起到的作用就是非常非常的重要的

那么这一块您可不可以跟我们分享一下

相关的一些小故事呢

石墨烯是一个新材料

实际上它不是发明

是发现它

人们发现石墨烯

也是通过比较偶然的情况下发现的

那么这个新材料

它有非常广阔的应用

因为它是一个单原子层的材料

它的强度 导电性 韧性都非常强

那么石墨烯这个材料的发现

实际上就是我们显微镜技术的发展

才发现了它

之前我们说石墨烯单原子层

因为没有光学显微镜还能够分辨到它

所以有了扫描探针显微镜

也叫原子力显微镜这个技术

它通过一个微小的探针

在样品表面进行扫描

能够测出了单原子层的高度

它的分辨率可以到单原子层高度

所以又发现了这样的一个结构

那么石墨烯发现了之后

科学家都很兴奋

因为这种是一个新的材料

可能它的应用

包括将来的超级计算机

包括智能化的一些设备

包括我们说的这些显示屏

可能说这种透明的显示屏

也就是说科幻片里面这种

你可以看到整个透明的显示屏

你也看不到东西

但是有一些显示的东西在上面

所以这些方面都是石墨烯为大家将来

可能提供一个材料

来替代现有的

半导体材料上面的硅材料

那么石墨烯我们国内现在

国内很多的科学家也都在研究

国家也很重视

我们的习主席在参观

在英国访问期间就

参观了英国曼彻斯特大学的

国家石墨烯研究中心

在电视上我们也很幸运地看到了

布鲁克的一个最新型号的Fastscan原子力显微镜

在这个曼彻斯特的实验中心使用

从您刚才的介绍当中

我们了解到了无论是在工业方面也好

还是在尖端的科学研究领域也好

我们的显微镜技术

真的都是起到了非常重要的作用

那么既然是这么好

这么先进的一个显微镜技术

我想包括同学们在内的很多人

都想进一步地了解

显微镜技术到当前的那些发展热点

您刚才已经提到了

主要是两个方面

一个方面是说能够分辨率越来越高

实现超分辨

达到纳米量级的一个分辨率

另外一个方面是从传统的二维探测

发展到三维探测

那么这一块我们希望您

再给我们详细地介绍一下

这两块的发展热点

可以 我现在讲一讲就是说

最新的 刚刚我们提到的诺贝尔化学奖

一个技术的发明吧

叫超高分辨的荧光显微镜技术

那么它为什么说能够拿到化学奖

实际上和它发现荧光分子

通过荧光分子的发光

然后用数学计算的方式

能够得到了突破衍射极限的

一个超高分辨率的光学显微镜

这个是相关的

所以我可以介绍一下

超高分辨这种光学显微镜

怎么去突破

目前在世界上去突破这个衍射极限

大概有两种方式

一种方式是通过

我们说的荧光分子的发光方式

通过不断的激光器

把激光不断地去激发它

同时淬灭它

然后用数学计算的方式

然后把它计算出来

能够达到50个纳米以下的分辨率

另外一种方式就是物理学的方法

它通过辅助的一些激光的一个手段

能够把光的衍射的一个极限

把它相当于说因为产生了衍射

那么我们把它这样反过来

把它衍射给它综合掉

也就是说能够减少它的半高宽的光波

那么计算出更高分辨率的数据

那么布鲁克有一种技术

实际上就采用了第一种方式

通过荧光分子的自发光的一个技术

能够提高分辨率

那我们看到了在这个超高分辨的发展过程中

显微镜技术一方面是使用到了新的物理原理

另一方面也使用到了一些

非常新的一些器件

像您提到的那些有特殊用途的

这样的一些激光器

那这是一个方面

另外一个方面是从二维发展到三维

您刚才提到不管是

在苹果公司做它的产品检测

还是说我们做石墨烯的一个形貌测量

这个过程中用到的都是三维的显微镜

没错

那么我们传统的显微图像都是二维的

怎样的技术才能够把它扩展到三维呢

那三维显微镜技术

它经过了两个发展阶段

首先它是从一个共聚焦显微镜的技术

发展到了一个叫白光干涉显微镜的技术

共聚焦显微镜它是通过

在不同的焦平面上光学聚焦

扫描的过程中 实现三维形貌测量

另外一个技术就是说 白光干涉技术

白光干涉技术简单说呢

就是通过光在表面的反射

也就是说提供了一个不同高度上的

光程差的计算

能够得到三维形貌结构

共聚焦的技术和我们说的白光干涉技术

这两个有什么不同呢

因为共聚焦它在高度上的分辨率

还是一个光学聚焦的显微分辨

所以基本上

在以200个纳米左右为单位

那么白光干涉技术

它是通过计算

光的光程差的原理

在表面

所以它的分辨率可以达到0.1个纳米

甚至更高

所以由这两个技术

我相信就在生物学领域和材料学领域

这种三维显微

都提供了更广泛的应用

那么我们刚才说到的苹果公司

它用的白光干涉技术

可以要测试到2个纳米高度的精确值

所以必须要用到白光干涉的技术

那布鲁克的白光干涉技术

也在行业里面是属于领先地位

能听到显微技术

最新的一些发展和应用

我相信对于我来说

还有对于广大学习光电仪器的同学来说

都是一件非常让人兴奋的事情

他们中间 我相信有很多人

将来也愿意从事相关行业的一些工作

那您在这个行业

已经从事了这么多年的工作了

非常的有经验

能不能在这儿再给我们分享一下

您对于国际 国内光电仪器

尤其是显微镜相关的研究也好

产业也好

它的发展现状

是一个什么样子的看法

我先讲一下比较好的方面

就是我们的研究水平

目前也并不太落后于西方发达国家

那么中国在近年科研实力上面的提高

也是大家有目共睹的

我们仪器方面的研究呢

实际上和国际最先进的水平也非常接近

举个例子就是我们中科院的院长白春礼老师

在80年代末期就和世界同步

发明了并且商业化了扫描隧道显微镜

扫描探针显微镜

那么他的学生裘晓辉老师在2013年

在原子力显微镜基础上

自己开发实现了一个Q-plus的新的功能

实现了我们说的这个叫超高分辨的

原子力显微镜

当时在世界上首次看到了氢键

他的工作也发表在science这篇

世界顶尖的科学杂志上

那么从研究上面来说

我们水平确实是已经达到了世界一流水平

那么产业化方面我相信的就是

这是我们目前存在的困难

那么也就是说

科学研究和产业化这种衔接

并不是太理想

我们发明了东西

但是不能很快地把它投入到实际应用中去

这和西方发达国家确实有很大的差距

刚刚我们谈到的超高分辨显微镜

他们这边发明之后 马上就开始销售

我们知道很多公司

都已经在国内有大量的销售

所以这一方面确实是产业化

我相信是我们发展的一个瓶颈

那么中国在制造业上面

确实需要提高

那么本身我们的工业生产的水平

确实要落后于发达国家水平

刚才我们提到的一家公司

就是台湾的一家公司

它有世界上最先进的制造

最先进的芯片

但是我们去参观他们公司也发现

它所有的制造设备

全部来自于西方发达国家

包括生产 包括检测

那么确实我们中国

要想从一个制造业的大国

从中国制造转变为中国创造

在仪器设备生产和检测上面的

仪器设备的水平上面

也必须大幅提高

那在这样的一个发展现状下

您给我们广大的学习光电仪器的同学们

一些意见和建议

并且给他们提一些小小的期待吧

好的 那么我想就是

刚才谈到我们国家在这方面的科研水平

并不落后

但是工业化水平

确实落后于发达国家的

这些制造水平

那么对于我们的光电系的同学来说

我相信 已经看到了

在国家 在政策层面上

资金层面上

对于中国

高端仪器的本土化的重视

所以未来这个市场应该说存在着大量的机遇

那么有机遇的同时

我们也需要大量的 顶尖的

光电专业的同学们

能够投入到这个事业中去

我相信未来我们中国也会有很多企业

像华为 海尔这样的公司 走向世界

那么这个仪器公司的发展

离不开我们光电同学的专业知识

以及我们同学的投入

所以未来我们希望

同学们能够看到这个机遇

国家上面

政策层面上

资金层面上

目前对这个行业

其实已经有了比较好的支持

那么我们的起步相对来说是比较低

但是也看到了巨大的市场的机会

巨大的发展的潜力

所以这个行业需要一些顶尖的人才

那么如果你能成为这个行业的

顶尖的人才

能够推动我们的

整个市场的往前的进步

可能会出现新的创业者

在这个领域里面

成为新的国际化的大公司

都完全有可能

所以我希望能够鼓励同学

能够看到机会 继续努力

谢谢大家

那非常感谢您的精辟的见解

给我们的一些分享

那相信以这门课为契机

以我们光电仪器课为契机

会有更多的愿意从事

光电仪器行业的同学们

成长起来

无论是成为技术的中坚力量

还是成为您刚才提到的

我们领先企业的创业者也好

那最后也让我们共同祝愿

我们国家的光电仪器产业

能有一个更好的发展

那今天非常感谢

您能够过来参与我们的访谈

也非常感谢有这个机会

能够给大家分享我的一些看法

也感谢这个平台能够提供一个

介绍产品的机会

谢谢大家

谢谢您

谢谢大家