Laboratorium
Mikroskopii
Laboratorium
Mikroskopii
O laboratorium
Laboratorium oferuje zaawansowaną wizualizację przestrzenną komórek oraz wyznakowanych materiałów (np. nośników leków, mikrosfer, skafoldów) z wykorzystaniem unikatowego mikroskopu konfokalnego z białym laserem, modułem do wysokiej rozdzielczości oraz komorą środowiskową.
Mikroskop umożliwia prowadzenie badań interdyscyplinarnych z pogranicza inżynierii materiałowej, biologii, nanotechnologii i biomedycyny, w tym obrazowanie oddziaływań komórka-biomateriał oraz (bio)materiał-biomolekuła (np. w biosensorach).
Aparatura jest zintegrowana z istniejącym zapleczem.
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy Spectra 300
Analiza strukturalna i chemiczna materiałów na poziomie molekularnym z wykorzystaniem HRTEM
Co nas wyróżnia:
Unikatowy w skali Europejskiej mikroskop obrazuje materiał na poziomie atomowym z jednoczesną analizą składu pierwiastkowego i jego dystrybucją w danym obszarze.
Nazwa urządzenia:
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy Spectra 300 (Thermo Fisher Scientific, Stany Zjednoczone)
Parametry urządzenia:
Układ optyczny
- Szeroki zakres napięć roboczych: Elastyczna operacyjność w przedziałach od 30 kV do 300 kV (zoptymalizowana praca przy 60, 80, 200 i 300 kV). Umożliwia to badanie zarówno twardych struktur kompozytowych (300 kV), jak i materiałów wrażliwych na wiązkę elektronów, takich jak biopolimery czy delikatne nano-opakowania (przy obniżonym napięciu 60–80 kV).
- Źródło elektronów (FEG): Wyposażenie w ultra-stabilne źródło polowe (X-FEG Mono lub X-FEG UltiMono) o ekstremalnie niskim rozrzucie energii (rozdzielczość energetyczna poniżej 25 meV), co jest kluczem do zaawansowanej spektroskopii strat energii elektronów (EELS).
- Podwójna korekcja aberracji (Double Corrector): Spectra 300 charakteryzuje się opcjonalną korekcją aberracji sferycznej zarówno w modzie transmisyjnym (S-CORR dla TEM), jak i skaningowo-transmisyjnym (CEOS dla STEM).
- Rekordowa rozdzielczość przestrzenna STEM: Zdolność rozdzielcza osiąga wartości poniżej 50 pikometrów (pm) przy napięciu 300 kV, co pozwala na bezpośrednie obrazowanie pojedynczych kolumn atomowych i defektów sieci krystalicznej ciał stałych.
- System detekcji EDS (Dual-X / Super-X): Ultra-czuły układ detektorów rentgenowskich z dyspersją energii o dużym kącie bryłowym (do 0.7-1.0 sr). Umożliwia błyskawiczne mapowanie pierwiastkowe o wysokiej czułości, niezbędne przy analizie mikroobszarów i domieszkowania (np. atomami azotu).
- Zintegrowana spektroskopia EELS: Kompatybilność z najnowszymi filtrami energii (Gatan Continuum), co pozwala na precyzyjną analizę stanów utlenienia pierwiastków, mapowanie pasm wzbronionych oraz identyfikację lekkich pierwiastków (B, C, N, O) na poziomie atomowym.
- Ultra-stabilna platforma mechaniczna: Całkowicie przeprojektowana obudowa mikroskopu, która minimalizuje wpływ dryftu termicznego oraz drgań akustycznych i mechanicznych otoczenia.
Opis usługi:
Usługa polega na obrazowaniu struktury materiałów na poziomie molekularnym oraz analizie ich składu chemicznego z wykorzystaniem wysokorozdzielczego transmisyjnego mikroskopu elektronowego (HRTEM) o mocy 200 kV.
Dzięki zaawansowanej konfiguracji (EDS, EELS, holder in-situ, ultramikrotom, polerka jonowa) możliwe jest prowadzenie badań nad nowymi materiałami, ich stabilnością, degradacją, a także interakcjami z mikroorganizmami – w czasie rzeczywistym.
Zakres usługi:
- Obrazowanie struktury materiałów na poziomie molekularnym
- Analiza jakościowa i ilościowa składu pierwiastkowego (EDS, EELS)
- Mapowanie dystrybucji pierwiastków i faz w próbce
- Badania in-situ – obserwacja zmian w czasie rzeczywistym
- Analiza interakcji nanomateriałów z mikroorganizmami
- Przygotowanie próbek (materiały miękkie i twarde) – ultramikrotom, polerka jonowa
- Badania stabilności materiałów, migracji atomów, degradacji i przemian fazowych
- Analiza skuteczności domieszkowania (np. atomami azotu) w materiałach elektrochemicznych
Korzyści:
DLA PRZEMYSŁU
- Charakterystyka materiałów funkcjonalnych i zaawansowanych – katalizatory, kropki kwantowe, nanokompozyty
- Wsparcie dla przemysłu farmaceutycznego i biomedycznego – analiza nośników leków, biokompatybilności
- Zastosowanie w przemyśle elektronicznym i energetycznym – badania domieszkowania, stabilności materiałów
- Możliwość prowadzenia analiz w warunkach zbliżonych do rzeczywistych (in-situ)
- Dokładna analiza rozmieszczenia pierwiastków i faz – kluczowa dla optymalizacji procesów technologicznych
- Wysoka rozdzielczość i czułość – analiza nawet najdrobniejszych zmian strukturalnych
DLA JEDNOSTEK NAUKOWYCH
- Możliwość prowadzenia badań na poziomie światowym – struktura, skład, interakcje
- Zastosowanie w badaniach interdyscyplinarnych – chemia, fizyka, biologia, inżynieria materiałowa
- Komplementarność z innymi technikami – SEM, NMR, UV-vis, FTIR, Raman
- Wzrost potencjału publikacyjnego i aplikacyjnego
- Wykorzystanie potencjały infrastruktury badawczej Centrum w projektach krajowych i międzynarodowych
- Możliwość prowadzenia badań nad toksycznością i stabilnością nanomateriałów w środowisku i organizmach
5. Przykłady zastosowań
Nanotechnologia i inżynieria materiałowa
analiza struktury i składu nanomateriałów
Medycyna i farmacja
badania nośników leków, materiałów antybakteryjnych, biokompatybilności
Ochrona środowiska
badania stabilności i toksyczności nanomateriałów
Przemysł elektroniczny i energetyczny
analiza domieszkowania, degradacji materiałów
Kataliza i fotokataliza
badania rozmieszczenia aktywnych centrów i faz katalitycznych
Nauki podstawowe
badania strukturalne i chemiczne na poziomie molekularnym
6. Czas realizacji i elastyczność usług
Standardowy czas realizacji:
5–10 dni roboczych
Tryb ekspresowy:
do 72 godzin (po wcześniejszym uzgodnieniu)
Elastyczność:
– analiza próbek miękkich i twardych
– możliwość prowadzenia badań in-situ
– opracowanie metodyki „na zamówienie”
– konsultacje naukowe i interpretacja wyników
– opcja długoterminowej współpracy projektowej
7. Informacja dotycząca unikatowości sprzętu
i jego możliwości
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy HRTEM to jedyny tego typu aparat w regionie, umożliwiający obrazowanie struktury materiałów na poziomie molekularnym oraz analizę ich składu chemicznego z wykorzystaniem detektorów EDS i EELS.
Dzięki holderowi in-situ możliwe jest prowadzenie obserwacji w czasie rzeczywistym, w tym interakcji nanomateriałów z mikroorganizmami. Aparatura ta stanowi kluczowe narzędzie w badaniach nad nowymi materiałami, ich stabilnością, toksycznością i funkcjonalnością, otwierając nowe możliwości dla nauki i przemysłu.
Opiekun urządzenia
prof. dr hab. Ewa Mijowska
Słowa kluczowe:
HRTEM, mikroskopia elektronowa, analiza molekularna, EDS, EELS, in-situ, nanomateriały, toksyczność, stabilność, degradacja, domieszkowanie, elektrochemia, preparatyka próbek
Tagi:
#HRTEM
#mikroskopiaelektronowa
#nanomateriały
#analizastrukturalna
#EDS
#EELS
#inSitu
#ZUT
#materiałyfunkcjonalne
#analizapierwiastkowa
#centrumusługbadawczych
Skaningowy mikroskop elektronowy z detektorami dyspersji energii i długości fali promieniowania rentgenowskiego Apreo S LoVac
Analiza morfologii i składu pierwiastkowego materiałów z wykorzystaniem SEM/EDX/WDX
Najważniejsze fakty:
Skaningowy mikroskop elektronowy SEM z detektorami EDX i WDX zapewnia kompleksową charakterystykę materiałów – od obrazowania mikro- i nanostruktury po szczegółową analizę i mapowanie składu pierwiastkowego. Detekcja WDX umożliwia bardziej selektywną i wiarygodną identyfikację pierwiastków, co przekłada się na wyższą jakość wyników w badaniach i analizach usługowych.
Nazwa urządzenia:
Skaningowy mikroskop elektronowy z detektorami dyspersji energii i długości fali promieniowania rentgenowskiego Apreo S LoVac (Thermo Fisher Scientific Inc., Stany Zjednoczone)
Parametry urządzenia:
- Gwarantowana rozdzielczość rzędu 0,5 nm (przy 15 kV) oraz 0,9 nm (przy 1 kV), co pozwala na obrazowanie struktur na poziomie nanometrycznym
- Powiększenie od ok. 5x do 2 000 000x, umożliwiające płynne przejście od skali mikro do nano.
- Obrazowanie (SEM): Układ wielu detektorów, w tym detektory wtórne (SE), wstecznie rozproszone (BSE) oraz detektory wewnątrzosiowe (In-lens) dla uzyskania najwyższego kontrastu powierzchniowego.
- Spektroskopia EDX (EDS): Detektor dyspersji energii (np. Bruker XFlash), umożliwiający szybką identyfikację jakościową i ilościową składu pierwiastkowego (od boru do uranu) oraz mapowanie rozkładu pierwiastków w czasie rzeczywistym.
- Spektroskopia WDX (WDS): Spektrometr dyspersji fali rentgenowskiej, zapewniający znacznie wyższą rozdzielczość energetyczną niż EDX. Pozwala na rozdzielenie pokrywających się pików (np. Mo/S, Ti/Ba) oraz precyzyjną detekcję pierwiastków śladowych
Opis usługi:
Usługa polega na obrazowaniu morfologii oraz analizie składu pierwiastkowego materiałów przewodzących i nieprzewodzących z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w detektory EDX i WDX. Dzięki wysokiej rozdzielczości oraz możliwości mapowania pierwiastków, mikroskop umożliwia szczegółową analizę mikro- i nanomateriałów do zastosowań w inżynierii materiałowej, biologii, medycynie i innych dziedzinach.
Usługa obejmuje obrazowanie morfologii oraz analizę składu pierwiastkowego materiałów przewodzących i nieprzewodzących z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w detektory EDX (dyspersji energii) oraz WDX (dyspersji długości fali promieniowania rentgenowskiego). Dzięki pracy w trybie LoVac (niskiej próżni) możliwe są obrazowanie i analiza także próbek nieprzewodzących przy ograniczonym ładowaniu powierzchni, często z minimalnym przygotowaniem próbki. Dzięki wysokiej rozdzielczości oraz możliwości wykonywania analiz punktowych, liniowych i map rozkładu pierwiastków, mikroskop umożliwia szczegółową charakterystykę mikro- i nanostruktury badanych próbek, m.in. w obszarach inżynierii materiałowej, nauk chemicznych, biologii i medycyny.
Zakres usługi:
- Obrazowanie morfologii i struktury powierzchni materiałów (analiza topografii, defektów, pęknięć, porowatości).
- Badania materiałów przewodzących i nieprzewodzących (w razie potrzeby z zastosowaniem napylania warstwy przewodzącej).
- Mikroanaliza rentgenowska (EDX/WDX):
- analiza punktowa,
- analiza liniowa (profile pierwiastkowe),
- mapowanie rozkładu pierwiastków.
- Identyfikacja warstw i granic fazowych w kompozytach oraz materiałach wielowarstwowych.
- Analiza materiałów: metalicznych, ceramicznych, cementowych, polimerowych oraz biologicznych (zależnie od właściwości próbki i sposobu przygotowania).
- Możliwość rozszerzenia funkcjonalności stanowiska o osprzęt specjalistyczny (np. manipulatory, uchwyty/holdery dedykowane).
Korzyści:
DLA PRZEMYSŁU
- Charakterystyka materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych (np. kompozyty, stopy, polimery) na potrzeby R&D oraz kontroli jakości.
- Wsparcie dla branży biomedycznej i farmaceutycznej (np. analiza powierzchni implantów, powłok, nośników substancji aktywnych).
- Zastosowanie w przemyśle chemicznym i materiałowym (np. ocena modyfikacji powierzchni, domieszkowania, zanieczyszczeń).
- Analiza warstw, powłok i granic fazowych, istotna w diagnostyce jakościowej oraz optymalizacji procesów technologicznych.
DLA JEDNOSTEK NAUKOWYCH
- Wysoka rozdzielczość obrazowania oraz możliwość rozszerzonej analizy składu pierwiastkowego z wykorzystaniem EDX i WDX.
- Komplementarność względem innych technik mikroskopowych (np. TEM/HRTEM) i metod charakteryzacji materiałów.
- Możliwość prowadzenia badań interdyscyplinarnych (inżynieria materiałowa, chemia, biologia, medycyna).
- Wsparcie realizacji prac dyplomowych, doktorskich oraz projektów badawczych, w tym przygotowania wyników do publikacji.
- Odciążenie istniejącej, intensywnie eksploatowanej aparatury SEM/TEM poprzez zapewnienie dodatkowej dostępności pomiarowej.
5. Przykłady zastosowań
Inżynieria materiałowa i metalurgia
analiza mikrostruktury, warstw, domieszek
Biologia i medycyna
badania powierzchni biomateriałów, implantów, tkanek
Przemysł chemiczny i polimerowy
analiza modyfikacji włókien, kompozytów, polimerów
Budownictwo i inżynieria lądowa
badania kompozytów cementowych i ich degradacji
Nanotechnologia
analiza nanomateriałów i ich powierzchni
Usługi komercyjne
analiza jakościowa i ilościowa próbek dla klientów zewnętrznych
6. Czas realizacji i elastyczność usług
Standardowy czas realizacji:
5–10 dni roboczych
Tryb ekspresowy:
analiza w ciągu 48 godzin (po uzgodnieniu)
Elastyczność:
– analiza szerokiego spektrum materiałów
– możliwość pracy z próbkami o różnych kształtach i rozmiarach
– opracowanie metodyki „na zamówienie”
– konsultacje naukowe i interpretacja wyników
– możliwość długoterminowej współpracy projektowej
7. Informacja dotycząca unikatowości sprzętu
i jego możliwości
Skaningowy mikroskop elektronowy SEM wyposażony w detektory EDX i WDX stanowi zaawansowane narzędzie badawcze, które – dzięki wysokiej rozdzielczości oraz rozbudowanemu zestawowi detektorów – umożliwia precyzyjną analizę morfologii i składu pierwiastkowego materiałów. W porównaniu z obecnie posiadaną aparaturą, nowe stanowisko oferuje większą komorę roboczą, możliwość dalszej rozbudowy osprzętu oraz dostęp do analizy WDX, co istotnie zwiększa zakres możliwych badań oraz jakość i wiarygodność wyników mikroanalizy.
Urządzenie stanowi kluczowe wsparcie w pracach nad nowymi materiałami, ich modyfikacją i oceną właściwości, a także w zastosowaniach przemysłowych, takich jak kontrola jakości, analiza defektów czy diagnostyka przyczyn uszkodzeń. Rozwiązanie to odpowiada na rosnące zapotrzebowanie zarówno środowiska naukowego, jak i otoczenia gospodarczego na nowoczesne, wysokorozdzielcze techniki obrazowania i analizy składu.
Opiekun urządzenia
dr hab. inż. Beata Zielińska, prof. ZUT
Słowa kluczowe:
SEM, mikroskopia elektronowa, EDX, WDX, analiza pierwiastkowa, morfologia, mikroanaliza, kompozyty, polimery, biomateriały, nanomateriały, analiza powierzchniowa
Tagi:
#SEM
#mikroskopiaelektronowa
#EDX
#WDX
#analizapierwiastkowa
#morfologia
#nanomateriały
#kompozyty
#ZUT
#centrumusługbadawczych
Zapisz się do newslettera
odkrywaj najnowsze innowacje w materiałach oraz technologie, które mogą przyspieszyć rozwój Twoich projektów!
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy Spectra 300
Analiza strukturalna i chemiczna materiałów na poziomie molekularnym z wykorzystaniem HRTEM
Najważniejsze fakty:
Unikatowy w skali Europejskiej mikroskop obrazuje materiał na poziomie atomowym z jednoczesną analizą składu pierwiastkowego i jego dystrybucją w danym obszarze.
Nazwa urządzenia:
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy Spectra 300 (Thermo Fisher Scientific, Stany Zjednoczone)
Parametry urządzenia:
Układ optyczny
- Szeroki zakres napięć roboczych: Elastyczna operacyjność w przedziałach od 30 kV do 300 kV (zoptymalizowana praca przy 60, 80, 200 i 300 kV). Umożliwia to badanie zarówno twardych struktur kompozytowych (300 kV), jak i materiałów wrażliwych na wiązkę elektronów, takich jak biopolimery czy delikatne nano-opakowania (przy obniżonym napięciu 60–80 kV).
- Źródło elektronów (FEG): Wyposażenie w ultra-stabilne źródło polowe (X-FEG Mono lub X-FEG UltiMono) o ekstremalnie niskim rozrzucie energii (rozdzielczość energetyczna poniżej 25 meV), co jest kluczem do zaawansowanej spektroskopii strat energii elektronów (EELS).
- Podwójna korekcja aberracji (Double Corrector): Spectra 300 charakteryzuje się opcjonalną korekcją aberracji sferycznej zarówno w modzie transmisyjnym (S-CORR dla TEM), jak i skaningowo-transmisyjnym (CEOS dla STEM).
- Rekordowa rozdzielczość przestrzenna STEM: Zdolność rozdzielcza osiąga wartości poniżej 50 pikometrów (pm) przy napięciu 300 kV, co pozwala na bezpośrednie obrazowanie pojedynczych kolumn atomowych i defektów sieci krystalicznej ciał stałych.
- System detekcji EDS (Dual-X / Super-X): Ultra-czuły układ detektorów rentgenowskich z dyspersją energii o dużym kącie bryłowym (do 0.7-1.0 sr). Umożliwia błyskawiczne mapowanie pierwiastkowe o wysokiej czułości, niezbędne przy analizie mikroobszarów i domieszkowania (np. atomami azotu).
- Zintegrowana spektroskopia EELS: Kompatybilność z najnowszymi filtrami energii (Gatan Continuum), co pozwala na precyzyjną analizę stanów utlenienia pierwiastków, mapowanie pasm wzbronionych oraz identyfikację lekkich pierwiastków (B, C, N, O) na poziomie atomowym.
- Ultra-stabilna platforma mechaniczna: Całkowicie przeprojektowana obudowa mikroskopu, która minimalizuje wpływ dryftu termicznego oraz drgań akustycznych i mechanicznych otoczenia.
Opis usługi:
Usługa polega na obrazowaniu struktury materiałów na poziomie molekularnym oraz analizie ich składu chemicznego z wykorzystaniem wysokorozdzielczego transmisyjnego mikroskopu elektronowego (HRTEM) o mocy 200 kV.
Dzięki zaawansowanej konfiguracji (EDS, EELS, holder in-situ, ultramikrotom, polerka jonowa) możliwe jest prowadzenie badań nad nowymi materiałami, ich stabilnością, degradacją, a także interakcjami z mikroorganizmami – w czasie rzeczywistym.
Zakres usługi:
- Obrazowanie struktury materiałów na poziomie molekularnym
- Analiza jakościowa i ilościowa składu pierwiastkowego (EDS, EELS)
- Mapowanie dystrybucji pierwiastków i faz w próbce
- Badania in-situ – obserwacja zmian w czasie rzeczywistym
- Analiza interakcji nanomateriałów z mikroorganizmami
- Przygotowanie próbek (materiały miękkie i twarde) – ultramikrotom, polerka jonowa
- Badania stabilności materiałów, migracji atomów, degradacji i przemian fazowych
- Analiza skuteczności domieszkowania (np. atomami azotu) w materiałach elektrochemicznych
Korzyści:
DLA PRZEMYSŁU
- Charakterystyka materiałów funkcjonalnych i zaawansowanych – katalizatory, kropki kwantowe, nanokompozyty
- Wsparcie dla przemysłu farmaceutycznego i biomedycznego – analiza nośników leków, biokompatybilności
- Zastosowanie w przemyśle elektronicznym i energetycznym – badania domieszkowania, stabilności materiałów
- Możliwość prowadzenia analiz w warunkach zbliżonych do rzeczywistych (in-situ)
- Dokładna analiza rozmieszczenia pierwiastków i faz – kluczowa dla optymalizacji procesów technologicznych
- Wysoka rozdzielczość i czułość – analiza nawet najdrobniejszych zmian strukturalnych
DLA JEDNOSTEK NAUKOWYCH
- Możliwość prowadzenia badań na poziomie światowym – struktura, skład, interakcje
- Zastosowanie w badaniach interdyscyplinarnych – chemia, fizyka, biologia, inżynieria materiałowa
- Komplementarność z innymi technikami – SEM, NMR, UV-vis, FTIR, Raman
- Wzrost potencjału publikacyjnego i aplikacyjnego
- Wykorzystanie potencjały infrastruktury badawczej Centrum w projektach krajowych i międzynarodowych
- Możliwość prowadzenia badań nad toksycznością i stabilnością nanomateriałów w środowisku i organizmach
5. Przykłady zastosowań
Nanotechnologia i inżynieria materiałowa
analiza struktury i składu nanomateriałów
Medycyna i farmacja
badania nośników leków, materiałów antybakteryjnych, biokompatybilności
Ochrona środowiska
badania stabilności i toksyczności nanomateriałów
Przemysł elektroniczny i energetyczny
analiza domieszkowania, degradacji materiałów
Kataliza i fotokataliza
badania rozmieszczenia aktywnych centrów i faz katalitycznych
Nauki podstawowe
badania strukturalne i chemiczne na poziomie molekularnym
6. Czas realizacji i elastyczność usług
Standardowy czas realizacji:
5–10 dni roboczych
Tryb ekspresowy:
do 72 godzin (po wcześniejszym uzgodnieniu)
Elastyczność:
– analiza próbek miękkich i twardych
– możliwość prowadzenia badań in-situ
– opracowanie metodyki „na zamówienie”
– konsultacje naukowe i interpretacja wyników
– opcja długoterminowej współpracy projektowej
7. Informacja dotycząca unikatowości sprzętu
i jego możliwości
Wysokorozdzielczy transmisyjny mikroskop elektronowy HRTEM to jedyny tego typu aparat w regionie, umożliwiający obrazowanie struktury materiałów na poziomie molekularnym oraz analizę ich składu chemicznego z wykorzystaniem detektorów EDS i EELS.
Dzięki holderowi in-situ możliwe jest prowadzenie obserwacji w czasie rzeczywistym, w tym interakcji nanomateriałów z mikroorganizmami. Aparatura ta stanowi kluczowe narzędzie w badaniach nad nowymi materiałami, ich stabilnością, toksycznością i funkcjonalnością, otwierając nowe możliwości dla nauki i przemysłu.
Opiekun urządzenia
prof. dr hab. Ewa Mijowska
Słowa kluczowe:
HRTEM, mikroskopia elektronowa, analiza molekularna, EDS, EELS, in-situ, nanomateriały, toksyczność, stabilność, degradacja, domieszkowanie, elektrochemia, preparatyka próbek
Tagi:
#QTOF
#spektrometria
#analizachemiczna
#badaniaprzyrodnicze
#badaniaprzyrodnicze
#ochronasrodowiska
#przemyslchemiczny
#innowacje
#ZUT
#analizajakosciowa
#centrumbadawcze
Skaningowy mikroskop elektronowy z detektorami dyspersji energii i długości fali promieniowania rentgenowskiego Apreo S LoVac
Analiza morfologii i składu pierwiastkowego materiałów z wykorzystaniem SEM/EDX/WDX
Najważniejsze fakty:
Skaningowy mikroskop elektronowy SEM z detektorami EDX i WDX zapewnia kompleksową charakterystykę materiałów – od obrazowania mikro- i nanostruktury po szczegółową analizę i mapowanie składu pierwiastkowego. Detekcja WDX umożliwia bardziej selektywną i wiarygodną identyfikację pierwiastków, co przekłada się na wyższą jakość wyników w badaniach i analizach usługowych.
Nazwa urządzenia:
Skaningowy mikroskop elektronowy z detektorami dyspersji energii i długości fali promieniowania rentgenowskiego Apreo S LoVac (Thermo Fisher Scientific Inc., Stany Zjednoczone)
Parametry urządzenia:
- Gwarantowana rozdzielczość rzędu 0,5 nm (przy 15 kV) oraz 0,9 nm (przy 1 kV), co pozwala na obrazowanie struktur na poziomie nanometrycznym
- Powiększenie od ok. 5x do 2 000 000x, umożliwiające płynne przejście od skali mikro do nano.
- Obrazowanie (SEM): Układ wielu detektorów, w tym detektory wtórne (SE), wstecznie rozproszone (BSE) oraz detektory wewnątrzosiowe (In-lens) dla uzyskania najwyższego kontrastu powierzchniowego.
- Spektroskopia EDX (EDS): Detektor dyspersji energii (np. Bruker XFlash), umożliwiający szybką identyfikację jakościową i ilościową składu pierwiastkowego (od boru do uranu) oraz mapowanie rozkładu pierwiastków w czasie rzeczywistym.
- Spektroskopia WDX (WDS): Spektrometr dyspersji fali rentgenowskiej, zapewniający znacznie wyższą rozdzielczość energetyczną niż EDX. Pozwala na rozdzielenie pokrywających się pików (np. Mo/S, Ti/Ba) oraz precyzyjną detekcję pierwiastków śladowych
Opis usługi:
Usługa obejmuje obrazowanie morfologii oraz analizę składu pierwiastkowego materiałów przewodzących i nieprzewodzących z wykorzystaniem skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) wyposażonego w detektory EDX (dyspersji energii) oraz WDX (dyspersji długości fali promieniowania rentgenowskiego). Dzięki pracy w trybie LoVac (niskiej próżni) możliwe są obrazowanie i analiza także próbek nieprzewodzących przy ograniczonym ładowaniu powierzchni, często z minimalnym przygotowaniem próbki. Dzięki wysokiej rozdzielczości oraz możliwości wykonywania analiz punktowych, liniowych i map rozkładu pierwiastków, mikroskop umożliwia szczegółową charakterystykę mikro- i nanostruktury badanych próbek, m.in. w obszarach inżynierii materiałowej, nauk chemicznych, biologii i medycyny.
Zakres usługi:
- Obrazowanie morfologii i struktury powierzchni materiałów (analiza topografii, defektów, pęknięć, porowatości).
- Badania materiałów przewodzących i nieprzewodzących (w razie potrzeby z zastosowaniem napylania warstwy przewodzącej).
- Mikroanaliza rentgenowska (EDX/WDX):
- analiza punktowa,
- analiza liniowa (profile pierwiastkowe),
- mapowanie rozkładu pierwiastków.
- Identyfikacja warstw i granic fazowych w kompozytach oraz materiałach wielowarstwowych.
- Analiza materiałów: metalicznych, ceramicznych, cementowych, polimerowych oraz biologicznych (zależnie od właściwości próbki i sposobu przygotowania).
- Możliwość rozszerzenia funkcjonalności stanowiska o osprzęt specjalistyczny (np. manipulatory, uchwyty/holdery dedykowane).
Korzyści:
DLA PRZEMYSŁU
- Charakterystyka materiałów konstrukcyjnych i funkcjonalnych (np. kompozyty, stopy, polimery) na potrzeby R&D oraz kontroli jakości.
- Wsparcie dla branży biomedycznej i farmaceutycznej (np. analiza powierzchni implantów, powłok, nośników substancji aktywnych).
- Zastosowanie w przemyśle chemicznym i materiałowym (np. ocena modyfikacji powierzchni, domieszkowania, zanieczyszczeń).
- Analiza warstw, powłok i granic fazowych, istotna w diagnostyce jakościowej oraz optymalizacji procesów technologicznych.
DLA JEDNOSTEK NAUKOWYCH
- Wysoka rozdzielczość obrazowania oraz możliwość rozszerzonej analizy składu pierwiastkowego z wykorzystaniem EDX i WDX.
- Komplementarność względem innych technik mikroskopowych (np. TEM/HRTEM) i metod charakteryzacji materiałów.
- Możliwość prowadzenia badań interdyscyplinarnych (inżynieria materiałowa, chemia, biologia, medycyna).
- Wsparcie realizacji prac dyplomowych, doktorskich oraz projektów badawczych, w tym przygotowania wyników do publikacji.
- Odciążenie istniejącej, intensywnie eksploatowanej aparatury SEM/TEM poprzez zapewnienie dodatkowej dostępności pomiarowej.
5. Przykłady zastosowań
Inżynieria materiałowa i metalurgia
analiza mikrostruktury, warstw, domieszek
Biologia i medycyna
badania powierzchni biomateriałów, implantów, tkanek
Przemysł chemiczny i polimerowy
analiza modyfikacji włókien, kompozytów, polimerów
Budownictwo i inżynieria lądowa
badania kompozytów cementowych i ich degradacji
Nanotechnologia
analiza nanomateriałów i ich powierzchni
Usługi komercyjne
analiza jakościowa i ilościowa próbek dla klientów zewnętrznych
6. Czas realizacji i elastyczność usług
Standardowy czas realizacji:
5–10 dni roboczych
Tryb ekspresowy:
analiza w ciągu 48 godzin (po uzgodnieniu)
Elastyczność:
– analiza szerokiego spektrum materiałów
– możliwość pracy z próbkami o różnych kształtach i rozmiarach
– opracowanie metodyki „na zamówienie”
– konsultacje naukowe i interpretacja wyników
– możliwość długoterminowej współpracy projektowej
7. Informacja dotycząca unikatowości sprzętu
i jego możliwości
Skaningowy mikroskop elektronowy SEM wyposażony w detektory EDX i WDX stanowi zaawansowane narzędzie badawcze, które – dzięki wysokiej rozdzielczości oraz rozbudowanemu zestawowi detektorów – umożliwia precyzyjną analizę morfologii i składu pierwiastkowego materiałów. W porównaniu z obecnie posiadaną aparaturą, nowe stanowisko oferuje większą komorę roboczą, możliwość dalszej rozbudowy osprzętu oraz dostęp do analizy WDX, co istotnie zwiększa zakres możliwych badań oraz jakość i wiarygodność wyników mikroanalizy.
Urządzenie stanowi kluczowe wsparcie w pracach nad nowymi materiałami, ich modyfikacją i oceną właściwości, a także w zastosowaniach przemysłowych, takich jak kontrola jakości, analiza defektów czy diagnostyka przyczyn uszkodzeń. Rozwiązanie to odpowiada na rosnące zapotrzebowanie zarówno środowiska naukowego, jak i otoczenia gospodarczego na nowoczesne, wysokorozdzielcze techniki obrazowania i analizy składu.
Opiekun urządzenia
dr hab. inż. Beata Zielińska, prof. ZUT
Słowa kluczowe:
SEM, mikroskopia elektronowa, EDX, WDX, analiza pierwiastkowa, morfologia, mikroanaliza, kompozyty, polimery, biomateriały, nanomateriały, analiza powierzchniowa
Tagi:
#SEM
#mikroskopiaelektronowa
#EDX
#WDX
#analizapierwiastkowa
#morfologia
#nanomateriały
#kompozyty
#ZUT
#centrumusługbadawczych
