Czy można odmłodzić mikroskop TEM? (cz. 1, ogólnie)
Wstęp i rozważania ogólne
Mikroskop TEM to urządzenie, które kupujemy na wiele lat. Wynika to po trochu z pierwotnych założeń badawczych, ceny, gabarytów, ale też z sentymentu. „TEM” to nie tylko odźwierny do świata mikro‑, ultra- czy nanostruktury, ale z racji sposobu obsługi też nasz przyjaciel. Zgarbieni przy bladozielonej poświacie wiązki elektronowej spędzamy z nim długie chwile, wciskając czoło w binokular i próbując odnieść małe pole widzenia do właściwości dużego świata…
Wraz z upływającym czasem nasz „TEM” będzie coraz bardziej odbiegał od współczesnych mikroskopów. Gorsze parametry, mniejsza szybkość akwizycji danych, brak automatyzacji oraz niedostępność trybów pracy i technik badawczych sprawiają, że zaczynamy zazdrościć szczęśliwcom mającym nowszy sprzęt. Ironicznie mówiąc, dzięki ogromnemu postępowi technologicznemu alokowanemu głównie do nowych jednostek, mikroskopy TEM starzeją się coraz szybciej.
Zasadnym jest pytanie, czy i na ile możemy korzystać z nowych technologii w naszym mniej lub bardziej wysłużonym „TEMie”. Pytając inaczej, czy można i warto inwestować w nasz mikroskop i odmładzać go.
Odpowiedź na powyższe może nie być oczywista. Główny wyznacznik to wbrew pozorom nie możliwości techniczne i cena, ale nasze wymagania odnośnie rozdzielczości (TEM i STEM) i kontrastu (TEM). Te ostatnie są bowiem determinowane przez architekturę elektronooptyczną mikroskopu, w którą poza szczególnymi przypadkami nie ingerujemy. Innymi słowy, nasz „TEM” pozostanie ciągle tym samym dawcą elektronów i kontrastu, czyli rozdzielczość nie ulegnie poprawie, a obrazy TEM w ogólności nie będą bardziej kontrastowe. Jeśli dla naszych zastosowań, możliwości naszego „TEMa” w tym zakresie są wystarczające, to zdecydowanie warto pomyśleć o jego odmłodzeniu. Co do rejestracji obrazów i detekcji (wielu) sygnałów analitycznych oraz szybkości akwizycji, możemy praktycznie zbliżyć się do parametrów oferowanych przez współczesne mikroskopy. Możemy również uzyskać dostęp do trybów pracy i technik badawczych, które dotąd były u nas niemożliwe, np. mikroskopii 3D czy techniki 4D-STEM. Uchwyty (holdery) funkcyjne mogą wręcz zmienić dotychczasowe oblicze naszego „TEMa”, dając mu możliwość prowadzenia eksperymentów in-situ, tj. obrazowania w gazach i cieczach, w wysokiej i niskiej temperaturze, przy przyłożonym napięciu oraz w trakcie działania sił. Dalej, możemy unowocześnić sposób obsługi mikroskopu, a nawet częściowo go zautomatyzować.
Na rysunku przedstawiono schematycznie te elementy mikroskopu TEM, które zwykle niezależnie od jego producenta mogą być przedmiotem ingerencji i doposażenia. Doposażenie może nie tylko obejmować pojedynczy element lub detektor, skutkując nowymi możliwościami z nim związanymi, ale wielokrotnie również otworzyć dostęp do nowych technik badawczych i funkcjonalności. Na schemacie zawarto również oprogramowanie i preparatykę. Ta ostatnia jest nierozerwalnie związana z mikroskopią TEM i rozszerzenie posiadanej bazy urządzeń preparatycznych stanowi znaczącą aktualizację jego możliwości. W następnych artykułach, które będziemy publikować na blogu dokładniej omówimy niektóre z dróg rozbudowy mikroskopu TEM, akcentując ich możliwości oraz wymagania techniczne. W przypadku zainteresowania rozbudową Waszego mikroskopu, niezależnie od jego producenta, prosimy o kontakt Z NAMI. Przygotujemy dla Państwa niezobowiązującą prezentację dotyczącą konkretnego urządzenia z analizą możliwości. Korzystając z wieloletniego doświadczenia i wsparcia partnerów, realizowaliśmy już takie projekty odmładzające – doposażenia TEM w sposób możliwie nieinwazyjny dla jego ustroju.
Sebastian Arabasz
(sebastian.arabasz@labsoft.pl)