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创新100超新芯国产高端原位电镜从

发布时间:2023/3/14 17:06:30   

科学仪器行业活跃着一批拥有核心技术、产品具有良好市场潜力的中小仪器厂商,为更好地助力企业发展,仪器信息网在年继续推进国产科学仪器腾飞行动之“创新”项目,以公益性的宣传报道和资源对接,助力行业筛选扶持真正具备自主创新能力的“种子选手”。年“创新”第四站,仪器信息网带你走进原位电镜技术研发制造商——厦门超新芯科技有限公司CHIP-NOVA(以下简称:CHIP-NOVA),公司创始人廖洪钢教授分享了CHIP-NOVA的技术起源与创业历程。

“CHIP”释义为芯片(公司掌握世界领先的原位芯片技术);“NOVA”释义为新星,原义为天文学现象,短期内突然变得很亮(由于其突然增量被认为是刚刚诞生的恒星,并被命名为“新星”)。Nova在拉丁语中是“新”的意思,公司取名“CHIP-NOVA”,廖洪钢表示,寓意希望能在原位电镜领域为中国科技的进步和创新发光发热。

CHIP-NOVA:原位电镜技术快速发展中创立

原位电镜技术发展史:纳米微加工技术赋能近十年快速发展

原位电镜技术,即通过在电镜中搭建可视化的NANO-LAB,原位观察纳米样品材料的结构或形貌在电、热、冷、光、力、磁等外场作用下的变化,同时研究样品变化的机制,使得电镜对物质的研究由静态发展到了动态变化的实时观察。

上世纪三十年代,在透射电镜问世之初,人们就尝试进行液体样品的分析,最初使用金属薄膜对液体进行包夹,但是分辨率极低,没有应用价值。因而发展受到搁浅,直到二十一世纪初,纳米微加工技术的发展打破了原位透射电镜技术发展僵局。

年,IBM的FrancesM.Ross教授利用微纳米加工技术,采用MEMS加工工艺制作原位芯片,并在其中封装液体,首先使用氮化硅作为窗体材料,将原位TEM液体池分辨率推进到5nm。年,劳伦斯伯克利国家实验室郑海梅教授通过改进液体池设计实现了原位TEM观测液体中纳米粒子生长,分辨率达到1nm。与此同时,太平洋西北国家实验室王崇民教授等采用离子液体实现了电池材料充放电过程原位TEM观察。

年以来,郑海梅教授与PaulAlivisatos教授开发了系列液体池原位芯片,应用于材料合成方面,观察纳米材料生长,并发表了诸多早期原创性论文。

至此,原位电镜技术的应用价值在整个学术界得到广泛认可。

但实际应用方面,全球仅少数几个研究组可以应用,且以自己设计制造为主。直到约年前后,商业化产品开始出现,而这些商业化产品大多未能从科学研究的角度开展设计,产品与科研者的实际需求尚有一定差距。

在一次报告中,廖洪钢介绍原位电镜的发展历程

CHIP-NOVA创立

与此同时,廖洪钢正在美国劳伦兹·伯克利国家实验室担任助理研究员,导师正是郑海梅教授。此期间,廖洪钢开始接触到原位电镜技术领域,并完成了系列原位液体透射电镜的开创性研究,设计了一些原位样品杆和原位芯片,相关研究成果多次在美国《科学》等顶刊上发表。

在原位电镜领域产业化还没有成熟的契机下,年,廖洪钢在美国创办BIPOLARTECH公司,将原位芯片技术进行商业化。同年,廖洪钢回到中国,推动原位电镜的研究与应用。年,他与几位厦门大学校友创办厦门芯极科技有限公司,在中国开始推广原位电镜技术。企业发展得到很多人的支持,他的导师孙世刚院士为战略顾问,福建省嘉庚创新实验室田中群院士和周涵涛院长等也在产业化中给予了大力帮助,厦门大学青创会也多方引入了对接资源。

公司定位为一家一流的科研服务供应商,在电镜原位测试系统领域为科研、产业界提供更好的产品和解决方案,助力科研、产业界用户的发展。成立初期,企业的技术积累主要依靠自筹经费,随着产品技术升级、市场化推广,资金远不能满足需求。于是,先后引入政府创业基金、双百计划支持等,在年完成天使轮融资建立厦门超新芯科技有限公司。至此,从产品研发到市场推广,公司全面进入快车道。

创立初心:从应用角度开发设计产品,让原位电镜技术更“好用”

年,廖洪钢回国初,主要立足于做科研,此期间发现,原位电镜技术的应用存在许多弊端。一是进口仪器相对昂贵,常见原位TEM系统都在百万元级别,复杂一些的达数百万元,尤其做原位研究往往需要引入电、热、力等外场,而每种外场的引入都是数十万到百万元成本的增加,这对于科研工作者而言是很昂贵的。另外,这些设备的功能也并不能满足许多科研工作者的需求,当时国内外虽然有许多课题组购买了商业化原位TEM产品,但实际科研中的应用效果并不理想。

此背景下,CHIP-NOVA开展了系列原位TEM从技术到应用的开发,利用技术开发落地在科研实验室的先天优势,集合多种科研体系,开发的原位TEM系统不断得到优化改进,其性能和应用场景也更加贴近科研人员,使得产品更加“好用”、科研工作更高效。把这些“好用”的原位TEM系统更多的产业化推广出去,便成为CHIP-NOVA的创立初衷。

原位电镜技术应用之痛:

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