Anyagjellemző és gyártási központ az akadémiát és az ipart szolgálja ki – Physics World

Tudná röviden leírni a WATlabot, főbb műszereit, és azt, hogy mit biztosít a felhasználóknak a fő műszereket és mit ad a felhasználóknak?

A WATlab egy többfelhasználós metrológiai létesítmény a Waterloo Egyetem Kémiai Tanszékén. Kam Tong Leung professzor alapította 2000-ben, és első két műszere egy Leo 1530 terepi emissziós mikroszkóp és egy VG EscaLab röntgen fotoelektron spektroszkópiai (XPS) eszköz volt. Manapság a leggyakrabban használt eszközök közé tartoznak a pásztázó elektronmikroszkópok (SEM), XPS, nagy felbontású transzmissziós elektronmikroszkóp (HRTEM), elektron- és ionsugaras litográfiai rendszerek (Raith szállítója), másodlagos iontömegspektrometria (SIMS), valamint atomerő-mikroszkópia, röntgendiffrakció és Raman és képalkotó spektroszkópia. Vannak speciálisabb eszközeink is, mint például a Zeiss hélium-ion mikroszkóp és a Thermo VG Auger képalkotó mikroszkóp, amelyek teljes listája megtalálható a weboldalunkon, watlabs.com.

Hogyan lépnek kapcsolatba a felhasználók a WATlab szolgáltatással? Bejönnek használni a berendezést, vagy elküldik neked a mintájukat?

A COVID-19 világjárvány idején a távoli szolgáltatásra tértünk át. Most azonban visszatértünk a felhasználó által működtetett (főleg SEM) és az üzemeltetői szolgáltatásmérés szokásos keverékéhez. Az oktatás a finanszírozó ügynökségeinktől kapott eredeti megbízás nagy részét képezte, és rövid képzési órákat kínálunk egyes eszközök biztonságos és hatékony használatáról. A legtöbb projekt magában foglalja a felhasználókkal folytatott megbeszéléseket is arról, hogyan értelmezzék eredményeiket és megértsék az adatok korlátait. Finanszírozásunk nagy része azonban szolgáltatási díjas modell alapján történik, így a kiterjedt megbeszélések és bonyolultabb és drágább eszközeink felhasználói kezelése egyszerűen nem költséghatékony.

Tudna nekünk képet adni az egyetemi felhasználói körről – mely tanszékekről származnak a felhasználók?

Felhasználóink ​​többsége a Waterloo Egyetem hallgatója és oktatója, valamint helyi technológiai cégek. Segítünk az egyetemek és a korai szakaszban lévő vállalatok kutatóinak is Kanadából és az Egyesült Államokból. Eszközeink és szakértelmünk legtöbbje szervetlen anyagokhoz, például fémekhez, kerámiákhoz, félvezetőkhöz kapcsolódik, bár több polimer és élettudományi projektet is végrehajtottunk. Waterloo-i felhasználói körünk a kémiát, a fizikát, a földtudományt és a környezettudományokat öleli fel. A mérnöki tanszékeken dolgozókkal is dolgozunk, beleértve a gépészeti, vegyipari, építőipari és rendszertervező mérnököket – és alkalmanként más egyetemi tanszékeken dolgozókkal is végzünk projekteket.

Melyek az Ön által kínált legnépszerűbb szolgáltatások?

Legnépszerűbb eszközeink a téremissziós pásztázó elektronmikroszkópok energiadiszperzív röntgenspektroszkópiával (SEM/EDS). A nanotudományban az anyagok könnyű megfigyelésének és elemzésének képessége a több tíz nanométeres hosszskálán az egyik oka annak, hogy a terület az elmúlt években olyan sokat bővült.   

Ezt követően a VG-ESCALAb XPS eszköz a felhasználóink ​​által leginkább fenntartott berendezés.  Az XPS egy hatékony eszköz a különféle vegyületek vegyértékállapotának elemzésére. Például a grafit szénkötésekkel rendelkezik sp2 hibridizációval és gyémánt sp3 hibridizációval. Ezek a különböző kötési struktúrák az XPS-ben a szén kinetikai energiacsúcsának eltolódásaként figyelhetők meg. Az XPS másik előnye rendkívüli felületi érzékenysége. Az XPS általában csak a minta felületének egy vagy két nanométerét vizsgálja meg, anélkül, hogy az alatta lévő szubsztrátum zajt okozna. Ez lehetővé teszi a vékonyréteg anyagok pontos elemzését.

Tudna néhány példát mondani néhány figyelemre méltó tudományos kutatásra és ipari munkára, amelyet a WATlabnál végeztek?

Helyben segítettünk a gyártási hibaelhárításban és a környezeti kárelhárításban. Egy földtudományi oktatónak volt egy projektje, amely az arzén jelenlétét és formáját kereste egy bányatelep közelében lévő talajban. A SEM segítségével nagyszámú vékony metszetű mintán mentünk keresztül, hogy megtaláljuk a nehéz kicsapott arzén ásványokat, és ezeket EDS-sel és XPS-sel kiértékelve meghatározzuk, hogy az arzénvegyületek  inertek vagy környezetileg aktívak voltak.   

A Waterloo-i BlackBerry régebbi projektje az volt, hogy az ellátási láncban lévő anyagokat értékeljék hat vegyértékű króm jelenlétére, amely rákkeltő és az Európai Unióban tiltott.  Mivel a króm különféle vegyértékeit gyakran használják pigmentekben, és csak a hat vegyértékű króm veszélyes, az ESCALab-ot használták az anyagok krómkötési állapotának meghatározására.

A közelmúltban egy helyi induló cég új eljárást fejlesztett ki olvadékfúvott polimerszálak gyártására hosszabb és finomabb szálakkal, különféle alkalmazásokhoz, például pelenkákhoz, törlőkendőkhöz és szűrőkhöz. Aztán megjelent a COVID-19, így a cég a szűrőalkalmazásra koncentrált. A vékonyabb szálak lehetővé teszik a kisebb részecskék eltávolítását kisebb nyomáseséssel a szűrőn, ami javítja a hatékonyságot. SEM segítségével leképeztük a különböző körülmények között készült rostanyagaikat, hogy meghatározzuk, mely tényezők az optimálisak.

Milyen pályát követett, hogy a WATlabnál dolgozzon?

Hogyan tanulmányozza a Treesearch az erdei anyagok titkait a szinkrotron tudomány segítségével

Fizikai alapképzést szereztem a montreali McGill Egyetemen, és anyagtudományból és mérnöki doktori fokozatot az Egyesült Államokban, a Wisconsin-Madison Egyetemen. Doktori munkám ittrium-bárium-réz-oxid szemcsehatárok gyártása, elemzése és szupravezető tulajdonságainak mérése volt. Ezt követően Kaliforniában dolgoztam posztdoktoriként és kutató tudósként, mielőtt visszatértem Kanadába. Ez sokféle eszközzel és mérési technikával, valamint hibaelhárító berendezésekkel kapcsolatos tapasztalatokat adott.

Mit élvezel a legjobban a munkádban?

A WATlabnál végzett munka során a legérdekesebb dolog a különféle projektek sokfélesége, amelyeken felhasználóink ​​dolgoznak. A műtermékek tanulmányozása (vagy nem!) egy új adatkészletben mindig kihívást jelent. Sokat tanultam eszközeinkről, és arról, hogyan kell ezeket az eszközöket számos akadémiai területen alkalmazni. A tanítás és a felhasználókkal való kommunikáció további fontos készségek, amelyeket a WATlabnál fejlesztettem ki.

• SEO által támogatott tartalom és PR terjesztés. Erősödjön még ma.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Erősítse meg magát. Hozzáférés itt.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Felerősített tudás. Hozzáférés itt.
• PlatoESG. Autóipar / elektromos járművek, Carbon, CleanTech, Energia, Környezet, Nap, Hulladékgazdálkodás. Hozzáférés itt.
• BlockOffsets. A környezetvédelmi ellentételezési tulajdon korszerűsítése. Hozzáférés itt.
• Forrás: https://physicsworld.com/a/materials-characterization-and-fabrication-centre-serves-academia-and-industry/