临界点干燥仪的基本原理是利用物质在临界点附近物理性质,即在该点上,液体和气体的状态无法区分,从而在不产生表面张力的情况下完成液体到气体的转换,避免了对样品结构的破坏。临界点干燥仪的应用包括电子显微镜样本制备、生物医学研究、材料科学等领域。
临界点干燥仪的工作原理基于物质在临界点附近物理性质。在临界点,液态和气态之间没有明显区别,转化时不受表面张力影响,因此不会导致样品的结构损坏。具体操作中,通常使用二氧化碳(CO2)作为转换介质,因其临界点(31℃,74 bar)易于实验操作,同时克服了水的高临界点带来的样品损坏问题。
临界点干燥仪的应用:
电子显微镜样本制备:
临界点干燥仪主要应用于扫描电子显微镜(SEM)制样过程中,保全了生物样本或其它敏感材料的微观结构。
通过该方法干燥的样品,表面细节得以保持,有利于在SEM下观察分析。
生物医学研究:
在生物学研究中,维持细胞、组织等生物样本的原始形态对分析结果至关重要。利用临界点干燥仪,研究人员可以在不引入人为变化的情况下制备样本。
材料科学:
对于具有微纳米结构的脆弱材料,如凝胶、MEMS、碳纳米管等,传统的干燥方法往往会导致结构收缩或变形。临界点干燥提供了一种温和且有效的干燥手段。
半导体行业:
在半导体制造过程中,晶圆等材料需要在不影响其性能的前提下进行干燥。临界点干燥仪在此过程中确保了材料特性的稳定与纯净。