我国比较显微镜的现状和未来发展

来源:    日期:2011-7-27    浏览次数6293

                   作者:袁光华(芜湖光学仪器有限公司)
                   英文翻译:潘丽娜(芜湖光学仪器有限公司)
                  (摘自——《光学仪器》2000年4月第22卷第1期)
   摘要:概述比较显微镜在光学显微镜家族中的特种地位,介绍了特种显微镜在国民经济各个领域中的使用及在未来科技和经济发展的运用前景。
关键词:比较显微镜,特种地位,现状和未来发展。

1、引言
   显微镜是人们洞察微观世界的眼睛。当今,现代科学技术的进步和发展离不开对微观形态的研究和认识。现代光学显微镜是人们进行工农业生产和科学研究的工具和助手。

   比较显微镜是一种特种光学显微镜。它自30~40年代问世以来,其运用领域从科研扩展到国民经济许多相关领域。本文仅就比较显微镜的技术特点、运用领域及发展前景,作初步介绍,展一孔之见。

2、比较显微镜的用途
   比较显微镜属于特种显微镜,它不仅有普通显微镜的作用,而且能用一组目镜同时观察左右两个系统物方物体的像。并通过对接、切割、重叠、旋转等手段,对两个或两个以上的物体进行宏观或微观上的比较,以检查它们在形式、组织、结构、色彩或材料上存在的微小差异,以达到鉴别、比较的目的。随着科学技术的发展和国民经济各部门不同用户的需要,比较显微镜逐步形成完整的系列,从放大倍率较低的普通比较显微镜到高倍率的生物、金相等常用比较显微镜,各类品种齐全。现代比较显微镜的功能集中了现代光学仪器的最新成果。与电子、信息、图像处理等高新技术集合,使用十分方便。高倍比较显微镜配备图像监视器后,可以达到5000至10000倍的放大倍率,比较显微镜一般设有摄像、摄影和计算机接口,通过数码相机和CCD,可将显微镜的比较图像输入监视器,多人观察,共同研讨,还可通过视频打印机直接输出彩色图像。比较显微镜连接计算机后,比较图像,可运用计算机处理,比较结果可以输入电脑储存,或用彩色打印机输出。

   比较显微镜作为特种光学显微镜,它的综合、新颖的性能是其他单一用途光学显微镜无法比拟的,已成为光学显微镜家族的新秀,受到越来越多的科研人员和有关专业技术人员的青睐,在各个领域中得到广泛的运用。

   物理学方面:三束材料改性研究;分子动态及稳定状态的分析;人工微结构与介质物理研究;品体薄膜,生物膜和膜生物工程研究;表面物理现象的研究;凝聚态物理,固体微生物结构物理及内耗与固体缺隐的研究等等。

   化学方面:晶体化学研究;高分子材料结构和性能的分析;碳纤维及复合材料的结构形态分析;工业添加剂、催化剂、固化剂的研究;染料、表面活性剂、精细化工合成研究;无机物质性能结构、杂质含量的分析;配位化学研究;油田岩芯和石油制品性能结构的研究和成分分析;酶工程和生化微生物研究;新能源材料、煤化工和弹药的研究;光电子薄膜材料器件与技术的研究等等。

   冶金和机械加工方面:有色金属冶金及成分分析;金属材料及表面强化研究;钢铁材料断口分析;高强度、耐高温金属材料及超导材料的研究;金属材料的金相分析;金属材料、精密合金材料的热处理、焊接、锻压、铸造等工艺研究;材料失效和防腐研究;固体电解质冶金测试和分析等等。

   硅酸盐和建材方面:各种陶瓷、玻璃、云母、石墨、人造金刚石及新型建筑材料的性能结构和工艺研究及成分分析;无机非金属材料、阻燃材料、超硬材料、稀土材料和混凝土材料研究和结构分析;固体废物新技术研究,电力工业耐磨材料、耐高压材料研究等等。

   医药卫生、生物学方面:生物医学工程研究;分子生物学、分子遗传学及用遗传工程研究;海洋生物学、细胞生物学、微生物药学、生物物理学研究;药物化学、生物化学、药物分析学的研究;人工合成蛋白质研究;癌症发病机理的研究及早期诊断;计划生育和节育药物的研究;病毒及干扰素方面的研究以及临床诊断等;药用植物资源开发研究;肿瘤、皮肤病、血液病、性病、艾滋病防治研究;天然药物及仿生药物的研究;遗传和基因工程研究;医学检验和医学检测;运动医学、美容医学、磁生物、血红蛋白及生物活性物质研究等等。

   轻纺工业方面:羊毛纤维、纸张、印刷和粮食的质量评定:合成纤维性能的研究、感光胶片乳剂的研究;制浆、造纸工程、发酵工程研究;高分子材料成型加工分析;纺织复合材料研究;膜分离工程研究;激光加工研究等等。

   航空和空间技术方面:航空和宇航材料的研究;高空生物和太空生物的研究;宇宙物质的研究分析等。

   农林畜牧方面:植物遗传育种;果树、蔬菜、观赏园艺、农业经济作物、食用菌、植物保护、农业昆虫、植物病理、植物检疫研究;动物遗传育种、兽医、中兽医、动物检疫和实验动物研究;生物技术、微生物学和植物营养研究、分析;植物生理与生物化学研究;动物解剖、组织学与胚胎学研究;兽医微生物学免疫学及传染病学研究;水土保持和沙漠治理研究;杂交水稻、杂交小麦和食用菌研究;水产养殖技术研究。

   地质和考古方面:地质古生物研究;地层的研究、分析、识别;矿石的分析研究;化石、古尸、古瓷及各种出土文物的分析研究;文物古董的真伪鉴别等;古籍整理研究和分析。

   电子元件方面:各种半导体器件,如超大规模集成电路的失效分析和性能检察;硅单晶等各种半导体材料性能的分析研究;各种开关、电位器、接插件的可靠性研究及耐久性分析;录音磁带、磁场晶形的分析检查;微电子材料与元器件分析研究等。

   环境保护方面:大气或水中的固体粉尘、微粒的分析研究和粒度测定;海洋及江河湖泊油污染分析和水文检测。

   在法学方面:比较显微镜是国家刑侦技术、检察技术和法医鉴定的主要科学技术手段之一,在司法鉴定技术领域得到广泛的运用,同时在法律古籍整理上,也是有效的辅助手段。

   在国家有关企事业单位、行政或执法部门中,比较显微镜也得到广泛的使用,如国家的卫生防疫、药品检验、食品卫生检测、动植物检疫、白蚁防治、海关、边防检察、商品检验、金融反假、邮政、税务、质量技术监督、环境监测、种子质量检查和黄金、珠宝、玉石等品质鉴定等。

   除此之外,比较显微镜还有着更广泛的应用。
 
3、我国比较显微镜的生产现状
   比较显微镜作为一种特种显微镜,从其他光学显微镜中分离出来,开始于本世纪30年代至40年代。当时的瑞士、德国、前苏联及日本等国均有不同类型和档次的比较显微镜生产,我国从50年代初期开始从国外引进比较显微镜,并在有关科研院所和中心城市的司法鉴定部门使用,从70年代开始,国内光学仪器厂家开始注重比较显微镜研制,并按进口样机仿制,到80年代中期,我国比较显微镜的使用逐步普及,比较显微镜的研制和生产水平有了长足的进步和发展。

   我国比较显微镜研制和生产注重学习国外先进经验,同时立足国内市场实际,经过30多年的发展,已形成了完整体系。从用途上分,有通用型和专用型。通用型比较显微镜可分离成比较桥与左、右两台完全相同的显微镜,它既能作比较之用,又能单独作一般观察、分析之用。它价格低廉,一机多用。专用型比较显微镜把左右完全相同的显微系统及比较目镜做成一体,作用专一,使用方便,整体性能好。

   从使用对象上分,根据不同用户的需要有不同的品种,其中有适合司法鉴定、银行、电子、商检、质检、农科等部门的普通比较显微镜;有适合医药、生物、化工等部门使用的生物比较显微镜;还有适合冶金、机械、材料学等部门需要的金相比较显微镜。

   从仪器的精密程度和功能上分,有大型、中型和普及型三类,大型高等比较显微镜多为专用型,仪器精度高、附件多,能进行荧光、偏光、相衬、干涉相衬观察、电动操作等;普及型比较显微镜结构简单、操作灵活、便于携带,实用性强;中型比较显微镜性能介于大型和普及型之间。

   从技术指标上分,国产与进口比较显微镜的差距正在缩小,就光学系统设计水平而言,国产比较显微镜毫不逊色。国产仪器的主要缺陷表现在款式设计、表面处理工艺、仪器传动精度等方面。某些国产比较显微镜的整机性能和技术指标已达到进口仪器水平,如芜湖光学仪器有限公司与国家最高人民检察院、检查技术科研所合作研制的XZB-5型比较显微镜,该仪器属中档比较显微镜,其整机性能和主要技术指标均可与国外同类型仪器相媲美。核心技术切割视场中性棱线宽窄及一致性可调已获国家专利。该产品同时被列为安徽省“八●五”火炬计划项目,得到大力推广,该仪器的改进型XZB-5B型已采用数码和计算机处理技术,光机电的有机结合,极大地提高了仪器技术含量和使用效能。除在国内市场销售之外,每年均有小批量出口南美、欧洲和东南亚等地市场。

4、未来展望
   目前,国内比较显微镜市场除了大型高档比较显微镜由国外产品徕卡占有一席之地外,主要由国内光学仪器厂家控制。进入90年代以来,随着国家“科教兴国”战略方针的确立,显微镜作为科研单位和有关技术部门的常规仪器,其研制水平和生产技术越来越受到国家科技管理部门的重视。显微镜发展水平,不仅要与我国科技发展和运用水平相适应,而且要赶超世界光学仪器的先进水平。

   根据我国科技发展水平多样性的特征,我国光学比较显微镜将朝着多极化方向发展,系列将更完整。其中高档大型比较显微镜,将会更多地采用其他学科的先进技术成果,建立起更完备的综合功能,并突破光学显微镜的狭窄局限,向超声和电子比较显微镜的方向发展;中档比较显微镜则多注重光机电一体化,强调光学比对系统与数码技术和计算机处理技术有机结合;普及型比较显微镜主要在基层单位使用,直接为科研和有关专业技术现场服务,提高仪器的实用性、可靠性和稳定性,将是各生产厂家考核的重点。

   总之,进入21世纪,随着我国经济和科技的发展,比较显微镜的运用领域将会更广阔,发展前景会更令人瞩目。

5、参考文献
1、姚启钧——光学教程  北京高等教育出版社(1981)
2、朱祖福等——电子显微镜  北京机械工业出版社(1984)
3、张以漠——应用光学  北京机械工业出版社(1982)