Mikroskopia elektronowa

Politechnika Warszawska jako pierwsza w Polsce może pochwalić się najnowszej generacji transmisyjnym mikroskopem elektronowym Spectra 200 (S)TEM firmy Thermo Fisher Scientific. Urządzenie znajduje się w Laboratorium Mikroskopii Elektronowej Wydziału Inżynierii Materiałowej i będzie wykorzystywane do charakteryzacji struktury na poziomie atomowym wszystkich rodzajów materiałów. Do tej pory badania prowadzone w Laboratorium skupiały się przede wszystkim na analizie materiałów metalicznych, a dzięki Spectrze rozszerzą się o półprzewodniki, ceramikę i materiały polimerowe.
   

Spectra jest najwyższej klasy mikroskopem elektronowym, posiadającym najnowsze rozwiązania technologiczne. Mikroskop wyposażony jest w korektor wiązki, źródło elektronów C-FEG, co sprawia że w połączeniu z czułym spektormetrem EDS oraz zestawem detektorów BF/HAADF umożliwia obserwację materiałów wielofazowych i pozwala wprowadzić nasze badania na najwyższy światowy poziom jakości – tłumaczy dr inż. Tomasz Płociński, Kierownik Laboratorium Mikroskopii Elektronowej. Wysoka rozdzielczość obrazowania jest dostępna zarówno w trybie STEM jak również TEM – w tym drugim będzie wykorzystywana nowa generacja kamer o nazwie handlowej CETA.
 

Dzięki rozdzielczości w trybie STEM na poziomie 60pm możemy zaobserwować pojedyncze kolumny atomów. Wielkość rzędu 60pm możemy sobie wyobrazić następująco - gdyby wytworzyć nici o grubości 1 pikometra i z 60 milionów takich nici upleść sznurek, to grubość tego sznurka byłaby mniej więcej taka sama, jak grubość ludzkiego włosa.

Jedną z największych zalet tego mikroskopu jest nowy typ detektorów EDX do analizy składu chemicznego - 4 detektory o znacznie zwiększonej powierzchni zbierania sygnału umożliwiają robienie map rozmieszczenia pierwiastków stopowych w rozdzielczości nawet 4k przy stosunkowo krótkim czasie ekspozycji 10-20 minut. Dla porównania standardowe mikroskopy potrzebują od 60 do 120 minut żeby zrobić dobrą mapę rozmieszczenia pierwiastków stopowych w rozdzielczości 1k – mówi dr inż. Piotr Bazarnik.
 

Mikroskop w trakcie montażu

Nowością jest także specjalny uchwyt i oprogramowanie do tomografii elektronowej, pozwalającej na badanie przestrzennego rozmieszczenia elementów mikrostruktury w preparatach z użyciem różnych technik obrazowania, a także z wykorzystaniem spektrometrii EDX. Po raz pierwszy będziemy mogli sprawdzić jak dyslokacje, wydzielenia czy granice ziaren oddziałują ze sobą w przestrzeni. Do tej pory wnioskowaliśmy o tych zjawiskach na podstawie 'płaskich' obrazów. Możliwe, że na podstawie badań nowego typu dobrze poznane materiały ujawnią nowe sekrety - mówi dr inż. Witold Chromiński.
 

Mikroskop instalowany jest obecnie w specjalnie przystosowanym pomieszczeniu, w którym trzeba było wyeliminować czynniki, które mogłyby zakłócić pracę urządzenia, a tym samym wpływać na wyniki badań. Montaż mikroskopu będzie trwał od 4 do 6 tygodni. Po instalacji odbędą się szkolenia naukowców, którzy będą pracowali z mikroskopem. Przewidujemy, że badania będziemy mogli rozpocząć na początku grudnia tego roku – mówi dr Płociński.
 

Laboratorium Mikroskopii Elektronowej bierze czynny udział w realizacji projektów badawczych współfinansowanych ze środków krajowych i europejskich. Dzięki ponad 40-letniej historii mikroskopii elektronowej na wydziale i zrealizowaniu wielu  projektów i prac badawczych nasi naukowcy posiadają odpowiednią wiedzę i doświadczenie w analizie struktury różnego typu materiałów - mówi prof. Anna Boczkowska, Dziekan Wydziału i dodaje: Jesteśmy otwarci na współpracę z ośrodkami naukowo-badawczymi, a także z przedstawicielami przemysłu.

 
Mikroskop zakupiono w ramach projektu Mazowiecka platforma technologii materiałowych i sensorycznych oraz zastosowań w konwersji i magazynowaniu energii, elektromobilności, lotnictwie oraz systemach autonomicznych w ramach Regionalnego Programu Operacyjnego Województwa Mazowieckiego.

Posłuchaj:

• trojka.polskieradio.pl - Świat w gigantycznym powiększeniu. Transmisyjny mikroskop elektronowy w rękach polskich naukowców