环境真空扫描电镜是一种结合扫描电子显微镜与环境控制技术的高分辨率显微技术，能够在较宽的环境条件下进行样品的观察和分析，特别适用于在传统扫描电子显微镜无法有效操作的样品，如水分较多、有气体挥发或是需要特定气氛的样品。
一、工作原理
环境真空扫描电镜的核心原理与传统SEM类似，都是通过扫描电子束与样品表面相互作用产生信号，并通过这些信号获取图像。然而，最大的特点是在扫描过程中，样品并不需要像传统SEM一样在高真空条件下操作，而是可以在一定的气压范围内进行分析。为了实现这一点，它采用了一个具有特殊设计的环境控制系统，包括一个真空室和一个气体注入系统。
1、电子束与样品的相互作用：电子枪发射的电子束扫描样品表面。当电子束与样品相互作用时，会产生一系列的信号，包括二次电子、反射电子、特征X射线等。这些信号经过收集后用于生成图像和分析样品成分。
2、环境控制：优势在于它能够在一定的压力环境下工作。为了使电子束能够有效穿透空气并与样品相互作用，样品需要处于高真空环境。通过在样品周围引入可调的低压气体环境，电子束仍然能够有效与样品相互作用，这使得样品在不需要过度处理的情况下，就能在显微镜中进行观察。
3、水蒸气的影响：水蒸气等气体的存在不会干扰图像的获取。由于低压环境的特性，水蒸气在这种情况下不会凝结成液滴或干扰电子束的路径，确保了高分辨率图像的获取。
4、数据采集：通过在适当的气压和湿度条件下操作，能够收集样品在不同环境条件下的图像，进而获得更多的样品信息，如形态、表面结构、分布等。
二、技术优势
1、无样品处理：环境真空扫描电镜的优势之一是能够直接在自然状态下观察样品，无需进行高真空处理或样品表面涂层。这对于那些容易受损或改变形态的样品，尤其是生物样品或湿润的材料，极为重要。
2、广泛的应用范围：别适合用于观察那些传统SEM无法处理的湿润样品、气体反应中的材料、合成过程中的化学反应等。此外，还可以用于观察样品在特定环境下的变化，比如温度、湿度、压力等条件对样品表面或结构的影响。
3、实时动态观测：由于它能够在不同环境下操作，因此它不仅适用于静态样品的观察，还能进行动态实时观察。例如，可用于研究液体中的纳米颗粒、气体反应过程、湿度变化下的材料膨胀等现象。
随着环境控制技术和电子显微镜技术的进一步发展，环境真空扫描电镜的分辨率、稳定性和多功能性将进一步提高，更多领域的应用将得到拓展，尤其是在生物医学、纳米技术以及材料科学等领域，将发挥更加重要的作用。
