Od mikroświata do świata atomów

Wysokorozdzielczy skaningowy mikroskop elektronowy (© TU Berlin/ZELMI)

ZELMI-Leiter Dr.-Ing. Dirk Berger (po lewej) i Dipl.-Ing. Jörg Nissen przygotowują pomiar na mikrosondzie z elektrowydzielaniem pola na bazie stali mikrojonowej. Otaczający ramka pola magnetycznego zapobiega zakłóceniom, które mogłyby odchylać wiązkę elektronów i zniekształcać wynik. (© TU Berlin/PR/Patricia Pätzold)

Próba dla mikrosondy elektronowej 2 (© TU Berlin/PR/Patricia Pätzold)

Komórki sportowe pod skaningowym mikroskopem elektronowym (© TU Berlin/ZELMI)

Transmissions-Elektronenmikroskop (© TU Berlin/ZELMI)

Latem 2018 roku zawalenie się czteropasmowego mostu autostradowego w Genui pochłonęło dziesiątki ofiar. Woda, jak się przypuszczało, mogła przeniknąć do betonowej osłony zbrojenia i spowodować korozję. To problem materiałowy. Jednak jak doświadczeni badacze materiałów, którzy chcą w przyszłości zapobiegać takim katastrofom, mogą dowiedzieć się szczegółów na temat właściwości materiałów budowlanych i ich zachowania w warunkach uszkodzeń? Aby chemiczno-mineralogicznie scharakteryzować materiał, badacze z TU Berlin korzystają na przykład z jednego z dziesięciu mikroskopów elektronowych o wartości dziesięciu milionów euro w ZELMI, Centrali Elektronowych Mikroskopów Uniwersytetu, która obchodziła właśnie swoje 40-lecie.

Ernst Ruska zbudował w 1931 roku na TH Berlin, poprzedniczce TU Berlin, pierwszy mikroskop elektronowy i w 1986 roku otrzymał za to Nagrodę Nobla. Obecnie wewnętrzne i zewnętrzne dziedziny badawcze, od chemii po materiały i technologię narzędziową oraz półprzewodnikową w zakresie nanometrów, korzystają z nowoczesnego parku urządzeń ZELMI. Jest to jedno z największych centrów elektronowej mikroskopii w Niemczech, a urządzenia mają średni wiek zaledwie pięciu lat. Oferta obejmuje skaningową mikroskopię elektronową, mikroanalizę wiązką elektronową, transmisyjną mikroskopię elektronową, mikroskopię optyczną oraz rozbudowane metody przygotowania próbek, od metalografii po obróbkę wiązkami jonów skupionych. Stały personel ZELMI zapewnia optymalne wykorzystanie urządzeń i transfer wiedzy. Jednym z kluczowych punktów zwrotnych w rozwoju ZELMI i jego obecnego znaczenia była zakup TEM (transmisyjnego mikroskopu elektronowego), który umożliwia rozdzielczość na poziomie atomowych sieci. Został on sfinansowany ze środków klastru ekscelencji TU „UniCat”, zajmującego się badaniami katalizy. Wiele innych dziedzin badawczych, korzystających z usług ZELMI, zainwestowało już własne środki. ZELMI oferuje swoje usługi także dla innych uniwersytetów i instytucji zewnętrznych. W ten sposób łącznie uzyskuje się od 5000 do 8000 godzin użytkowania.