מרכז אפיון וייצור חומרים משרת את האקדמיה והתעשייה - עולם הפיזיקה

האם תוכל לתת תיאור קצר של WATLab, המכשירים העיקריים שלו ומה אתה מספק למשתמשים המכשירים העיקריים ומה אתה מספק למשתמשים

WATLab הוא מתקן מטרולוגיה רב-משתמשים במחלקה לכימיה של אוניברסיטת ווטרלו. הוא הוקם בשנת 2000 על ידי פרופסור Kam Tong Leung ושני המכשירים הראשונים שלו היו מיקרוסקופ פליטת שדה Leo 1530 וכלי VG EscaLab X-ray ספקטרוסקופיה (XPS). כיום, המכשירים הנפוצים ביותר לגישה כוללים מיקרוסקופים אלקטרונים סורקים (SEMs), XPS, מיקרוסקופ אלקטרונים שידור ברזולוציה גבוהה (HRTEM), מערכות ליתוגרפיה של אלקטרון וקרן יונים (מסופקת על ידי Raith), ספקטרומטריית מסה יונים משנית (SIMS), וכן מיקרוסקופ כוח אטום, דיפרקציית רנטגן וספקטרוסקופיה של ראמאן והדמיה. יש לנו גם כלים מיוחדים יותר, כגון מיקרוסקופ יון הליום של Zeiss ומיקרוסקופ הדמיה Thermo VG Auger, כאשר הרשימה המלאה זמינה באתר שלנו, watlabs.com.

כיצד משתמשים מקיימים אינטראקציה עם WATLab? האם הם באים להשתמש בציוד, או שהם שולחים לך את הדוגמאות שלהם?

במהלך מגיפת COVID-19, עברנו לשירות מרחוק. עם זאת, חזרנו כעת לתמהיל הרגיל שלנו של מטרולוגיה מנוהלת על ידי משתמשים (בעיקר SEM) ושירותי מפעיל. חינוך היה חלק גדול מהמנדט המקורי של סוכנויות המימון שלנו, ואנו מציעים שיעורי הכשרה קצרים על שימוש בטוח ויעיל בחלק מהכלים. רוב הפרויקטים כוללים גם דיונים עם המשתמשים כיצד לפרש את התוצאות שלהם ולהבין את מגבלות הנתונים. עם זאת, חלק ניכר מהמימון שלנו הוא על מודל תשלום עבור שירות, כך שדיונים נרחבים ותפעול המשתמש של הכלים המורכבים והיקרים יותר שלנו פשוט לא משתלם.

האם תוכל לתת לנו מושג על בסיס המשתמשים שלך באוניברסיטה - מאילו מחלקות מגיעים המשתמשים?

רוב המשתמשים שלנו הם סטודנטים וסגל באוניברסיטת ווטרלו, וחברות טכנולוגיה מקומיות. אנו גם מסייעים לחוקרים מאוניברסיטאות וחברות בשלבים מוקדמים מכל קנדה ומארה"ב. רוב הכלים והמומחיות שלנו קשורים לחומרים אנאורגניים כגון מתכות, קרמיקה, מוליכים למחצה, למרות שביצענו מספר פרויקטים של פולימרים ומדעי החיים. בסיס המשתמשים שלנו בווטרלו משתרע על כימיה, פיזיקה, מדעי כדור הארץ וסביבה. אנו עובדים גם עם אנשים במחלקות הנדסיות כולל הנדסת מכונות, כימיות, תכנון אזרחי ומערכות - ואנחנו עושים מדי פעם פרויקטים עם אנשים ממחלקות אחרות באוניברסיטה.

מהם כמה מהשירותים הפופולריים ביותר שאתה מציע?

הכלים הפופולריים ביותר שלנו הם מיקרוסקופי אלקטרונים סורקים פליטת שדה עם ספקטרוסקופיה של קרני רנטגן מפזרת אנרגיה (SEM/EDS). במדעי הננו, היכולת לצפות ולנתח בקלות חומרים בסולם אורך של עשרות ננומטרים היא אחת הסיבות לכך שהתחום התרחב כל כך בשנים האחרונות.   

לאחר מכן, כלי VG-ESCALab XPS הוא חלק הציוד השמור ביותר על ידי המשתמשים שלנו.  XPS הוא כלי רב עוצמה לניתוח מצב הערכיות של תרכובות שונות. לדוגמה, לגרפיט יש קשרי פחמן עם הכלאה sp2 והכלאת יהלום sp3. ניתן לראות את מבני הקשר השונים הללו ב-XPS כשינוי בשיא האנרגיה הקינטית של הפחמן. יתרון נוסף של XPS הוא רגישות פני השטח הקיצונית שלו. XPS בודקת בדרך כלל רק את הננומטר אחד או שניים של משטח המדגם, ללא כל רעש מהמצע הבסיסי. זה מאפשר לנתח במדויק חומרי סרט דק.

האם אתה יכול לתת כמה דוגמאות לכמה מחקרים מדעיים ועבודה תעשייתית בולטת שנעשו ב-WATLab?

באופן מקומי, סייענו בפתרון תקלות ייצור ובתיקון סביבתי. אחד מחברי הפקולטה למדעי כדור הארץ ערך פרויקט שחיפש את הנוכחות והצורה של ארסן באדמה ליד אתר כרייה. עברנו על מספר רב של דגימות חתך דק עם ה-SEM כדי למצוא את מינרלי הארסן המשקעים הכבדים, והערכנו אותם עם EDS ו-XPS כדי לקבוע אם תרכובות הארסן  היו אינרטיים או פעילים מבחינה סביבתית.   

פרויקט ישן יותר עבור BlackBerry מבוסס ווטרלו היה להעריך חומרים בשרשרת האספקה ​​שלהם עבור נוכחות של כרום משושה, שהוא מסרטן ואסור באיחוד האירופי.  היות וערכיות שונים של כרום נמצאים בשימוש נפוץ בפיגמנטים, ורק כרום משושה הוא מסוכן, ה-ESCALab שימש לקביעת מצב חיבור הכרום בחומרים.

לאחרונה, חברת סטארט-אפ מקומית פיתחה תהליך חדש לייצור סיבי פולימר מנופחים עם סיבים ארוכים ועדינים יותר עבור יישומים שונים כולל חיתולים, מגבונים ומסננים. ואז הופיע COVID-19, אז החברה התמקדה ביישום הסינון. סיבים דקים יותר מאפשרים להסיר חלקיקים קטנים יותר עם ירידת לחץ קטנה יותר על פני המסנן, מה שמשפר את היעילות. השתמשנו ב-SEM כדי לדמיין את חומרי הסיבים שלהם שנעשו בתנאים שונים, כדי לקבוע אילו גורמים היו אופטימליים.

באיזה מסלול קריירה הלכת כדי לעבוד ב-WATLab?

כיצד Treesearch לומד את סודות חומרי היער בעזרת מדע הסיכרוטרון

עשיתי תואר ראשון בפיזיקה באוניברסיטת מקגיל במונטריאול, ותואר דוקטור במדעי החומרים והנדסת החומרים באוניברסיטת ויסקונסין-מדיסון בארה"ב. פרויקט הדוקטורט שלי היה ייצור, ניתוח ומדידה של תכונות מוליכות העל של גבולות תחמוצת נחושת איטריום בריום. לאחר מכן, עבדתי כפוסט דוקטורנט ומדען מחקר בקליפורניה, לפני שחזרתי לקנדה. זה נתן לי ניסיון עם מגוון כלים וטכניקות מדידה, כמו גם ניסיון בציוד לפתרון תקלות.

ממה אתה הכי נהנה בעבודה שלך?

הדבר המעניין ביותר בעבודה ב-WATLab הוא מגוון הפרויקטים השונים שהמשתמשים שלנו עובדים עליהם. לימוד חפצים (או לא!) במערך נתונים חדש הוא תמיד מאתגר. למדתי רבות על הכלים שלנו, ועל איך ליישם את הכלים הללו במספר תחומים אקדמיים. הוראה ותקשורת עם משתמשים הם מיומנויות חשובות נוספות שפיתחתי בזמן ב-WATLab.

• הפצת תוכן ויחסי ציבור מופעל על ידי SEO. קבל הגברה היום.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. העצים את עצמך. גישה כאן.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. הידע מוגבר. גישה כאן.
• PlatoESG. רכב / רכבים חשמליים, פחמן, קלינטק, אנרגיה, סביבה, שמש, ניהול פסולת. גישה כאן.
• BlockOffsets. מודרניזציה של בעלות על קיזוז סביבתי. גישה כאן.
• מקור: https://physicsworld.com/a/materials-characterization-and-fabrication-centre-serves-academia-and-industry/