Zewail表示,此技術最大的特點在於,它不但維持了電子顯微鏡的超高三維空間解析力,同時可以具有超快的光學成像能力。也因此他將這個新的電子顯微技術稱為:四維度電子顯微鏡。 其實早在2年前,Zewail的研究小組就已經利用此四維度電子顯微技術進行超快電子繞射實驗,發現不同密度的氧化鋅奈米線陣列,在光激發下所產生的異向結構膨脹不但大小不同,膨脹的時間長短也不相同(1)。他們在去年更進一步應用此技術所發展的光致近場電子顯微鏡(photo-induced near-field electron microscopy, PINEM),成功地在近飛秒尺度下觀察奈米碳管和銀奈米線的近場電場分佈變化(2)。今年四月,他們把目標轉向直徑500奈米同時帶有約50奈米外殼層的蛋白質囊泡,利用PINEM技術,可以透過改變特定參數例如雷射的極化以及囊泡的方位,進而選擇囊泡殼層中欲成像的準確位置(3)。如此一來,將不再需要做標定或是特殊的樣品製備技術來觀察細胞中的微小粒子,如核酸醣小體。六月,Zewail的研究小組發表了四維電子斷層攝影術(4D electron tomography),對環形奈米碳管進行兩種不同振動模式的動態觀察(4),共振頻率高達30百萬赫茲。
Flannigan DJ, Barwick B, & Zewail AH (2010) Biological imaging with 4D ultrafast electron microscopy. Proceedings of the National Academy of Sciences 107:9933-9937.
以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例,就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表:
1. 材料層:有機玻璃系新素材
A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」(以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料,這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩)。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性,水滴不易長時間攤平停留;材質堅固、不易破裂,耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試,這種素材配合泡沫洗淨,在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌,從源頭阻斷細菌定殖。
-----廣告,請繼續往下閱讀-----
2. 結構層:無接縫工藝與三重防濺防護
在宏觀結構上,A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計,減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫,並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計:
泡沫防護:在水面上製造一層充沛的泡沫緩衝層,有效抑制男性站立小便時的尿液與污水飛濺;
外圍防護:馬桶邊界特別設計了高約 3mm 的水檔,防止液體延著外壁滴落至地板;
測漏防護:便座與馬桶本體採用不外露的防護設計,避免液體從縫隙飛濺滲漏。
Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶
3. 動態流體層:雙效泡沫洗淨、漩渦水流與 nanoe™ X
當污垢降落在馬桶內壁時,A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污,再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙,徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著,配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」,利用旋轉產生的流體剪切力,一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外,Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技,釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污,維持空氣與內壁的良好衛生狀態。
藉由可達 15 皮米解析度的電子疊層成像,伊利諾大學厄巴納香檳校區的材料工程學家厄德金(E. Ertekin)、黃品珊(音譯。Pinshane Y. Huang)、范德贊德(A. M. van der Zande)與研究團隊在2025年首次成功捕捉phason局部化且具方向性的振動分布,為人類在原子世界的探索立下新里程碑。
Indrajit Maity, Mit H. Naik, et al. (2020). “ Phonons in twisted transition-metal dichalcogenide bilayers: Ultrasoft phasons and a transition from a superlubric to a pinned phase.” Phys. Rev. Research 2, 013335. DOI: 10.1103/PhysRevResearch.2.013335 https://journals.aps.org/prresearch/abstract/10.1103/PhysRevResearch.2.013335