适合用 X 射线三维显微镜观测的样品一般具备以下特征:
尺寸与厚度方面
微观尺寸:X 射线三维显微镜可对微观尺度的样品进行有效观测,例如微米级到毫米级的样品较为适宜。这是因为它能够深入样品内部,获取其微观结构信息,对于研究小型的生物细胞、材料的微观相区等非常合适。
一定的厚度容忍度:相比一些只能观测表面的显微镜技术,X 射线具有一定的穿透能力,所以样品可以有一定的厚度。但具体厚度限制取决于 X 射线的能量和样品的吸收特性,一般来说,几毫米甚至更厚的样品在合适的条件下也能进行观测。
材料特性方面
对 X 射线有合适的吸收或散射特性:样品需要对 X 射线有一定程度的吸收或散射,这样才能产生足够的信号对比度,以便区分不同的结构和成分。例如,含有重元素的材料通常对 X 射线吸收较强,在成像中能够清晰地显示其分布和结构。
非极 端密度:如果样品密度过高,会导致 X 射线难以穿透,无法获取内部信息;而密度过低,信号又会太弱,不利于成像。像一些常规的固体材料、生物组织等密度范围的样品比较适合。
结构与研究目的方面
内部结构复杂且需要三维信息:当研究对象的内部结构复杂,且需要了解其三维空间分布时,X 射线三维显微镜就成为理想的工具。例如,多孔材料的孔隙结构、生物组织中的血管网络等,通过 X 射线三维显微镜可以清晰地看到这些结构在三维空间中的形态、连接方式和分布规律。
对无损检测有需求:X 射线三维显微镜能够在不破坏样品的前提下进行内部结构观测,对于一些珍贵、不可重复制备的样品,或者需要研究样品原始状态下内部结构的情况非常适用,如古文物的内部结构分析、材料在服役状态下的内部缺陷检测等。