怎样才能看到仅有头发丝50万分之一大小的物质？透过120千伏场发射透射电镜，你可清晰看到了小鼠大脑中的髓鞘组和小鼠肝脏细胞里的线粒体。平常用肉眼难以观察到的微观结构，此时清晰可见。它是拥有原子级分辨率的显微放大设备，可呈现大多数晶体的排列结构。透射电子显微镜，堪称科学家探寻微观世界的“慧眼”。借助它，科学家能缉查病毒“元凶”、观察细胞超微结构。
　但是长期以来，透射电镜的研发和生产技术仅掌握在少数几个国家手中。
　中国科学家决定自己造透射电子显微镜。他们的专业有电子光学、精密机械、电子电路、自动化控制等关键技术领域。“透射电镜主要有热发射、场发射、光发射三种模式。商业电子显微镜以热发射、场发射为主。场发射透射电镜以其高分辨率成像能力成为高端主流产品。”他们把研发目标锁定在高端机型——120千伏场发射透射电镜。
然而，团队承担的首个研发项目却是30千伏扫描电镜，而非透射电镜。“有了30千伏扫描电镜的成功经验，是否意味着研发120千伏场发射透射电镜会更容易？”
　　“并非如此！”科学家说，“电压从30千伏提升到120千伏，这绝非简单的数值提升，而是数量级的跨越。比如解决电子枪高压真空打火问题，就是一个巨大的挑战。”
　　电子枪是透射电镜的“光源”，其作用是发射高能电子束照射样品，是透射电镜最为核心的部件之一。10千伏、20千伏、30千伏……生物岛科学家清晰地记得，研发过程中，每每看着电子枪电压噌噌上升，大家心跳也随之加快。“因为电压一升到四五十千伏，电子枪就发生打火，导致高压电源根本无法升上去。”
　　实验一度陷入困境，究竟是电子枪内部零配件存在污染物，还是高压接头不符合标准？面对接二连三的失败，科学家没有气馁，而是另辟蹊径，反复实验。
“高压接头非常有讲究，一旦接触不良，中间留存的气体就会引发击穿打火，严重时甚至烧毁元器件。”经过一年多的不懈探索，科学家终于找到合适的绝缘气体，解决了这个困扰。不断突破国外相关技术壁垒，在2023年成功实现120千伏场发射电子枪的稳定量产。
电子探测相机，科学家感慨道，为寻找成像效果最优的荧光层，他们对不同条件下的不同材料，先后做了40多种测试。目前，该团队已成功研制出像素各异的电子探测相机。