Pusat karakterisasi dan fabrikasi material melayani akademisi dan industri – Dunia Fisika

Bisakah Anda memberikan penjelasan singkat tentang WATLab, instrumen utamanya dan apa yang Anda berikan kepada pengguna. Instrumen utama dan apa yang Anda berikan kepada pengguna

WATLab adalah fasilitas metrologi multipengguna di Departemen Kimia Universitas Waterloo. Didirikan pada tahun 2000 oleh profesor Kam Tong Leung dan dua instrumen pertamanya adalah mikroskop emisi lapangan Leo 1530 dan alat spektroskopi fotoelektron sinar-X (XPS) VG EscaLab. Saat ini, instrumen yang paling umum diakses termasuk pemindaian mikroskop elektron (SEM), XPS, mikroskop elektron transmisi resolusi tinggi (HRTEM), sistem litografi berkas elektron dan ion (disediakan oleh Raith), spektrometri massa ion sekunder (SIMS), serta mikroskop kekuatan atom, difraksi sinar-X dan spektroskopi Raman dan pencitraan. Kami juga memiliki alat yang lebih khusus, seperti mikroskop ion helium Zeiss dan mikroskop pencitraan Thermo VG Auger, dengan daftar lengkap tersedia di situs web kami, watlabs.com.

Bagaimana cara pengguna berinteraksi dengan WATLab? Apakah mereka datang untuk menggunakan peralatan tersebut, atau apakah mereka mengirimkan sampelnya kepada Anda?

Selama pandemi COVID-19, kami beralih ke layanan jarak jauh. Namun, kami kini telah kembali ke perpaduan metrologi yang dioperasikan pengguna (terutama SEM) dan layanan operator. Pendidikan merupakan bagian besar dari mandat awal lembaga pendanaan kami, dan kami menawarkan kelas pelatihan singkat tentang penggunaan beberapa alat secara aman dan efektif. Sebagian besar proyek juga melibatkan diskusi dengan pengguna tentang bagaimana menafsirkan hasil mereka dan memahami keterbatasan data. Namun, sebagian besar pendanaan kami menggunakan model berbayar untuk layanan, sehingga diskusi ekstensif dan pengoperasian pengguna terhadap alat kami yang lebih kompleks dan mahal tidak akan efektif dari segi biaya.

Bisakah Anda memberi kami gambaran tentang basis pengguna Anda di universitas – dari departemen mana pengguna berasal?

Sebagian besar pengguna kami adalah mahasiswa dan dosen di Universitas Waterloo, dan perusahaan teknologi lokal. Kami juga membantu peneliti dari universitas dan perusahaan tahap awal dari seluruh Kanada dan Amerika. Sebagian besar peralatan dan keahlian kami terkait dengan bahan anorganik seperti logam, keramik, semikonduktor, meskipun kami telah mengerjakan beberapa proyek polimer dan ilmu hayati. Basis pengguna kami di Waterloo mencakup ilmu kimia, fisika, bumi, dan lingkungan. Kami juga bekerja dengan orang-orang di departemen teknik termasuk teknik mesin, kimia, sipil, dan desain sistem – dan sesekali kami melakukan proyek dengan orang-orang dari departemen universitas lain.

Apa sajakah layanan paling populer yang Anda tawarkan?

Alat kami yang paling populer adalah mikroskop elektron pemindaian emisi lapangan dengan spektroskopi sinar-X dispersif energi (SEM/EDS). Dalam ilmu nano, kemampuan untuk mengamati dan menganalisis material dengan mudah pada skala panjang puluhan nanometer adalah salah satu alasan mengapa bidang ini telah berkembang pesat dalam beberapa tahun terakhir.   

Setelah itu, alat VG-ESCALab XPS adalah peralatan yang paling banyak dipesan oleh pengguna kami.  XPS adalah alat yang ampuh untuk menganalisis keadaan valensi berbagai senyawa. Misalnya grafit mempunyai ikatan karbon dengan hibridisasi sp2 dan hibridisasi intan sp3. Struktur ikatan yang berbeda ini dapat diamati di XPS sebagai pergeseran puncak energi kinetik karbon. Keunggulan lain XPS adalah sensitivitas permukaannya yang ekstrim. XPS biasanya hanya menyelidiki satu atau dua nanometer permukaan sampel, tanpa noise apa pun dari substrat di bawahnya. Hal ini memungkinkan seseorang menganalisis bahan film tipis secara akurat.

Bisakah Anda memberikan beberapa contoh penelitian ilmiah dan pekerjaan industri terkemuka yang telah dilakukan di WATLab?

Secara lokal, kami telah membantu pemecahan masalah fabrikasi dan perbaikan lingkungan. Salah satu anggota fakultas ilmu bumi mempunyai proyek untuk mencari keberadaan dan bentuk arsenik di tanah dekat lokasi penambangan. Kami memeriksa sejumlah besar sampel bagian tipis dengan SEM untuk menemukan mineral arsenik yang diendapkan berat, dan mengevaluasinya dengan EDS dan XPS untuk menentukan apakah senyawa arsenik tersebut  bersifat inert atau aktif terhadap lingkungan.   

Proyek lama BlackBerry yang berbasis di Waterloo adalah mengevaluasi material dalam rantai pasokan mereka untuk mengetahui adanya kromium heksavalen, yang bersifat karsinogenik dan dilarang di Uni Eropa.  Karena berbagai valensi kromium biasanya digunakan dalam pigmen, dan hanya kromium heksavalen yang berbahaya, ESCALab digunakan untuk menentukan keadaan ikatan kromium dalam bahan.

Baru-baru ini, sebuah perusahaan start-up lokal mengembangkan proses baru untuk membuat serat polimer leleh dengan serat yang lebih panjang dan halus untuk berbagai aplikasi termasuk popok, tisu basah, dan filter. Kemudian muncul COVID-19 sehingga perusahaan fokus pada penerapan filter. Serat yang lebih tipis memungkinkan partikel yang lebih kecil dihilangkan dengan penurunan tekanan yang lebih kecil pada filter, sehingga meningkatkan efisiensi. Kami menggunakan SEM untuk menggambarkan bahan seratnya yang dibuat dalam kondisi berbeda, untuk menentukan faktor mana yang optimal.

Jalur karier apa yang Anda ikuti untuk bekerja di WATLab?

Bagaimana Treesearch mempelajari rahasia material hutan dengan ilmu sinkrotron

Saya meraih gelar sarjana fisika di McGill University di Montreal, dan PhD di bidang ilmu dan teknik material di University of Wisconsin-Madison di AS. Proyek PhD saya adalah membuat, menganalisis, dan mengukur sifat superkonduktor batas butir oksida tembaga yttrium barium. Setelah itu, saya bekerja sebagai ilmuwan pasca doktoral dan penelitian di California, sebelum kembali ke Kanada. Hal ini memberi saya pengalaman dengan berbagai alat dan teknik pengukuran, serta pengalaman memecahkan masalah peralatan.

Apa yang paling Anda nikmati dari pekerjaan Anda?

Hal yang paling menarik dalam bekerja di WATLab adalah beragamnya proyek berbeda yang sedang dikerjakan oleh pengguna kami. Mempelajari artefak (atau tidak!) dalam kumpulan data baru selalu merupakan tantangan. Saya telah belajar banyak tentang alat-alat kami, dan tentang bagaimana menerapkan alat-alat ini di sejumlah bidang akademik. Mengajar dan berkomunikasi dengan pengguna adalah keterampilan penting lainnya yang saya kembangkan selama di WATLab.

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Otomotif / EV, Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• BlockOffset. Modernisasi Kepemilikan Offset Lingkungan. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/materials-characterization-and-fabrication-centre-serves-academia-and-industry/