Malzeme karakterizasyonu ve üretim merkezi, akademi ve endüstriye hizmet ediyor – Fizik Dünyası

WATLab'ın, ana araçlarının ve kullanıcılara ne sağladığınız, ana araçların ve kullanıcılara neler sağladığınızın kısa bir tanımını verebilir misiniz?

WATLab, Waterloo Üniversitesi Kimya Bölümü'nde yer alan çok kullanıcılı bir metroloji tesisidir. 2000 yılında profesör Kam Tong Leung tarafından kuruldu ve ilk iki cihazı Leo 1530 alan emisyon mikroskobu ve VG EscaLab X-ışını fotoelektron spektroskopisi (XPS) aracıydı. Günümüzde en yaygın olarak erişilen araçlar arasında taramalı elektron mikroskopları (SEM'ler), XPS, yüksek çözünürlüklü transmisyon elektron mikroskobu (HRTEM), elektron ve iyon ışın litografi sistemleri (Raith tarafından sağlanır), ikincil iyon kütle spektrometresi (SIMS) ve ayrıca atom kuvveti mikroskobu, X-ışını kırınımı ve Raman ve görüntüleme spektroskopisi. Ayrıca Zeiss helyum iyon mikroskobu ve Thermo VG Auger görüntüleme mikroskobu gibi daha özel araçlarımız da mevcuttur; tam liste web sitemizde mevcuttur. watlabs.com.

Kullanıcılar WATLab ile nasıl etkileşime giriyor? Ekipmanı kullanmak için mi geliyorlar yoksa numunelerini size mi gönderiyorlar?

COVID-19 salgını sırasında uzaktan hizmete geçtik. Ancak artık kullanıcı tarafından işletilen (esas olarak SEM) ve operatör hizmeti metrolojisinden oluşan olağan karışımımıza geri döndük. Eğitim, finansman kuruluşlarımızın orijinal yetkisinin büyük bir bölümünü oluşturuyordu ve bazı araçların güvenli ve etkili bir şekilde kullanılmasına ilişkin kısa eğitim kursları sunuyoruz. Çoğu proje aynı zamanda kullanıcılarla sonuçların nasıl yorumlanacağı ve verilerin sınırlamalarının nasıl anlaşılacağı konusunda tartışmaları da içerir. Ancak, finansmanımızın büyük bir kısmı hizmet başına ücret modeline dayalı olduğundan, daha karmaşık ve pahalı araçlarımızın kapsamlı tartışılması ve kullanıcı tarafından çalıştırılması kesinlikle maliyet açısından verimli değildir.

Üniversitedeki kullanıcı tabanınız hakkında bize bir fikir verebilir misiniz? Kullanıcılar hangi bölümlerden geliyor?

Kullanıcılarımızın çoğu Waterloo Üniversitesi'ndeki öğrenciler ve öğretim üyeleri ile yerel teknoloji şirketleridir. Ayrıca Kanada ve ABD'deki üniversitelerden araştırmacılara ve başlangıç ​​aşamasındaki şirketlere de yardımcı oluyoruz. Çeşitli polimer ve yaşam bilimleri projeleri yapmış olmamıza rağmen araçlarımızın ve uzmanlığımızın çoğu metaller, seramikler, yarı iletkenler gibi inorganik malzemelerle ilgilidir. Waterloo'daki kullanıcı tabanımız kimya, fizik, yer ve çevre bilimlerini kapsamaktadır. Ayrıca mekanik, kimya, inşaat ve sistem tasarımı mühendisliği dahil olmak üzere mühendislik bölümlerindeki insanlarla da çalışıyoruz ve ara sıra üniversitenin diğer bölümlerinden insanlarla projeler yapıyoruz.

Sunduğunuz en popüler hizmetlerden bazıları nelerdir?

En popüler araçlarımız, enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisine (SEM/EDS) sahip alan emisyonlu taramalı elektron mikroskoplarıdır. Nanobilimde, onlarca nanometre uzunluk ölçeğindeki malzemeleri kolayca gözlemleme ve analiz etme yeteneği, alanın son yıllarda bu kadar genişlemesinin nedenlerinden biridir.   

Bundan sonra VG-ESCAlab XPS aracı kullanıcılarımızın en çok ayırdığı ekipmandır.  XPS, çeşitli bileşiklerin değerlik durumunu analiz etmek için güçlü bir araçtır. Örneğin grafit, sp2 hibridizasyonu ve elmas sp3 hibridizasyonu ile karbon bağlarına sahiptir. Bu farklı bağlanma yapıları XPS'de karbon kinetik enerji zirvesindeki bir değişim olarak gözlemlenebilir. XPS'nin bir diğer avantajı da aşırı yüzey hassasiyetidir. XPS normalde numune yüzeyinin yalnızca bir veya iki nanometresini, altta yatan alt tabakadan herhangi bir gürültü olmadan araştırır. Bu, ince film malzemelerinin doğru bir şekilde analiz edilmesine olanak tanır.

WATLab'da gerçekleştirilen bazı dikkate değer bilimsel araştırmalardan ve endüstriyel çalışmalardan birkaç örnek verebilir misiniz?

Yerel olarak, imalat sorunlarının giderilmesi ve çevresel iyileştirme konularında yardımcı olduk. Yer bilimleri öğretim üyelerinden birinin, bir maden sahası yakınındaki toprakta arsenik varlığını ve formunu araştıran bir projesi vardı. Ağır çökelmiş arsenik minerallerini bulmak için SEM ile çok sayıda ince kesit numunesi inceledik ve arsenik bileşiklerinin bulunup bulunmadığını belirlemek için bunları EDS ve XPS ile değerlendirdik.  inert veya çevresel olarak aktifti.   

Waterloo merkezli BlackBerry'nin daha eski bir projesi, tedarik zincirlerindeki malzemeleri, kanserojen olan ve Avrupa Birliği'nde yasaklanan altı değerlikli kromun varlığı açısından değerlendirmekti.  Pigmentlerde yaygın olarak çeşitli krom değerleri kullanıldığından ve yalnızca altı değerlikli krom tehlikeli olduğundan, malzemelerdeki krom bağlanma durumunu belirlemek için ESCALab kullanıldı.

Yakın zamanda yerel bir start-up şirketi, çocuk bezleri, mendiller ve filtreler dahil olmak üzere çeşitli uygulamalar için daha uzun ve daha ince elyaflarla eritilerek şişirilmiş polimer elyafların üretilmesi için yeni bir süreç geliştirdi. Daha sonra COVİD-19 ortaya çıkınca şirket filtre uygulamasına odaklandı. Daha ince lifler, filtre boyunca daha küçük bir basınç düşüşüyle ​​daha küçük parçacıkların uzaklaştırılmasına olanak tanır ve bu da verimliliği artırır. Hangi faktörlerin en uygun olduğunu belirlemek amacıyla farklı koşullar altında üretilen elyaf malzemelerinin görüntülenmesi için SEM'i kullandık.

WATLab'da çalışmak için hangi kariyer yolunu izlediniz?

Treesearch orman malzemelerinin sırlarını senkrotron bilimiyle nasıl araştırıyor?

Montreal'deki McGill Üniversitesi'nde fizik lisans eğitimi aldım ve ABD'deki Wisconsin-Madison Üniversitesi'nde malzeme bilimi ve mühendisliği alanında doktora yaptım. Doktora projem, itriyum baryum bakır oksit tane sınırlarının süper iletken özelliklerini üretmek, analiz etmek ve ölçmekti. Daha sonra Kanada'ya dönmeden önce Kaliforniya'da doktora sonrası ve araştırma bilimcisi olarak çalıştım. Bu bana çeşitli araçlar ve ölçüm tekniklerinin yanı sıra sorun giderme ekipmanları konusunda da deneyim kazandırdı.

İşinizle ilgili en çok keyif aldığınız şey nedir?

WATLab'da çalışmanın en ilginç yanı, kullanıcılarımızın üzerinde çalıştığı farklı projelerin çeşitliliğidir. Yeni bir veri kümesindeki eski eserleri incelemek (ya da değil!) her zaman zordur. Araçlarımız ve bu araçların çeşitli akademik alanlarda nasıl uygulanacağı hakkında çok şey öğrendim. Kullanıcılara öğretmek ve onlarla iletişim kurmak, WATLab'da geliştirdiğim diğer önemli becerilerdir.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. Otomotiv / EV'ler, karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• Blok Ofsetleri. Çevre Dengeleme Sahipliğini Modernleştirme. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://physicsworld.com/a/materials-characterization-and-fabrication-centre-serves-academia-and-industry/