司⻢迁在《报任少卿书》写到，“⼈固有⼀死，或重于泰⼭，或轻于鸿⽑”，成为千古名句，这⾥的鸿⽑指⼤雁的⽻⽑，在古⼈眼中常⽤来代表极轻之物。那么，它到底有多轻呢？⼤约不到100毫克（0.1克），显然这已是古代杆秤⽆法分辨的质量。随着科技的进步，电⼦秤已经⾛进千家万户的厨房，⼤妈们在探讨美⻝的时候也不忘告诉你油盐酱醋要加多少克。
在实验室⾥，电⼦天平可以精确称量⼀粒⻝盐的质量，⼤约2-3毫克（10-3克），甚⾄可以测出⼀厘⽶⻓度头发的质量（约0.1毫克，10-4克）。实验室最⾼精度的电⼦天平可以精确到10微克（10-5克）质量的变化，但任何⻛吹草动都会严重影响称量结果。再⾼精度的就得是热天平了，⽬前国际上最⾼灵敏度的热天平精度可到0.1微克（10-7克）。但是，⾯对⼀个重仅3-4纳克（10-9克）的⼈体细胞，它已⽆能为⼒。
这时就要请⽯英晶振微天平（QCM）出场了，它理论上的分辨率可以达到⽪克量级（10-12克），不仅可以测细胞质量还能测量细胞⽣⻓过程中质量的微弱变化，测个细菌（约10-12克）也不在话下，这也⼏乎是⼈类检测限的天花板了。
当今世界科技发展中，⽆论是绿⾊能源中的先进电池和氢能源存储，还是环境保护中的⼆氧化碳捕获与转化利⽤，亦或是我国“双碳战略”实施中的先进催化技术和化⼯产业换代升级，都离不开新型功能材料的研发与应⽤。这其中，研究功能材料与⽬标微⼩分⼦间的相互作⽤过程和特性⾄关重要。“⼯欲善其事，必先利其器”，这就要求检测仪器的测量精度很⾼。
另⼀⽅⾯，在实际测量中，与功能材料作⽤的分⼦数量是动态变化的，要获得相互作⽤的热⼒学与动⼒学特性就需要在程序变温过程中实现持续地实时称量。这就导致⾼精度的QCM等⽅法并不适合在真实测试条件下使⽤，因此测量仪器的实际精度往往远低于极限检测限。
近期，中国科学院上海微系统与信息技术研究所李昕欣团队采⽤微电⼦机械系统（MEMS）⼯艺国际⾸创了基于微机械悬臂梁结构的谐振测量芯⽚技术，制造出全世界最灵敏的“秤”，其质量分辨率达到亚⽪克级（即10-13克）⽔平。更重要的是，该芯⽚在MEMS微悬臂梁上集成了谐振激励器件、频率读出电路和样品程序升温加热与控温元件，能够在超快速程序变温过程中原位、实时、连续地测量极微⼩质量变化。
当与顶端样品区待测材料作⽤的分⼦数⽬变化时，会导致悬臂梁谐振频率变化，继⽽可以换算出质量变化值。在此基础上，团队结合材料界表⾯物理化学和催化动⼒学理论，进⼀步开发出相关软硬件，开创性地研发出系列⾼端热分析与吸附分析仪器，填补了界⾯分⼦作⽤热⼒学与动⼒学整套参数测量仪的国际空⽩，并在全球率先建⽴了国家标准，有⼒推动了科学的进步。
⽐如，团队研发的集成芯⽚式热重分析仪（μTGA），分析能⼒较现有进⼝仪器有数量级提升。基于μTGA的超级性能，团队在测量催化活性⽅⾯变⾰性提出“原位测量解析精确求解”的新原理新⽅法。⽬前⾏业⼴泛应⽤的程序升温脱附（temperature programmed desorption，TPD）测试⽅法，实验过程耗时2-3天，⽽且得到的活化能准确性较差，甚⾄经常不能得到合理的结果。
⽽团队在样品程序升温的原位处，直接⽤谐振频率与样品质量减少之间的线性关系精确测量程序升温过程中位点上脱附的⽓体分⼦数⽬，即可直接获得位点数据和TPD谱线结果。