Nová metoda skenovací elektronové mikroskopie
Oddělení morfologie polymerů slaví úspěch s novou metodou skenovací elektronové mikroskopie (SEM). Rychlou a jednoduchou metodu, která v SEM mikroskopu umožňuje získat elektronové difraktogramy a následně analyzovat krystalickou strukturu nanočástic, publikoval časopis Nanomaterials.
„Elektronové difrakci jsem se začal intenzivněji věnovat přibližně od roku 2015 kvůli analýze anorganických nanočástic pro funkční polymerní systémy, které jsou vyvíjeny v oddělení Dr. Horáka“, popisuje vedoucí Oddělení morfologie polymerů doc. Miroslav Šlouf. Zatímco na ÚMCH jsme prováděli elektronovou difrakci standardním způsobem pomocí transmisního elektronového mikroskopu (TEM), byly v letech 2018-2019 ve firmě ThermoFischer Scientific Brno (TFS) postupně vyvinuty a zavedeny do výroby pixelované detektory pro detekci prošlých elektronů v SEM mikroskopech. Jeden z vůbec prvních detektorů tohoto typu nedávno nainstalován u našich spolupracovníků na Ústavu přístrojové techniky (ÚPT).
Základní myšlenka, jak využít nově vyvinuté pixelované detektory pro jednoduchou a rychlou analýzu nanokrystalů v SEM, vznikla při diskusi mezi prvními dvěma autory publikace na schůzi řešitelů Národního centra kompetence CEPO v Brně koncem roku 2020 (účastníky centra jsou ÚMCH, ÚPT i TFS). Nová metoda, nazvaná 4D-STEM/PNBD, zvládne komplikovaný, rozsáhlý, čtyřrozměrný dataset z pixelovaného detektoru zprůměrovat do jediného práškového difraktogramu. „Poté, co jsme se z dostupných zdrojů ujistili, že metoda existuje v TEM, ale do SEM mikroskopů s odlišnou hardwarovou konfigurací se teprve zavádí, jsme přistoupili k ověřovacím experimentům. Protože ruční zpracování dat je zde prakticky nemožné, pustili jsme se do vývoje vlastního, dostatečně rychlého a jednoduchého softwaru. Kvůli objemům dat byla důležitá rychlost, kvůli potenciálním uživatelům zase jednoduchost – složitých věcí je na světě dost,“ říká o nové metodě doc. Miroslav Šlouf.
Celá práce vznikla díky dlouhodobé spolupráci mezi ÚMCH, ÚPT a TFS v rámci Centra kompetence a navazujícího Národního centra kompetence. „Do poměrně rozsáhlé a zcela nové tématiky bych se nemohl vůbec pustit, pokud bych neměl v rámci oddělení spolehlivý tým, s nímž jsem byl schopen paralelně zvládat další interní i externí projekty, analýzy a zakázky, které mají svoje vlastní problémy, komplikace a termíny,“ dodává doc. Šlouf.
