Die Elektronenmikroskopanlage begrüßt eine leistungsstarke Ergänzung

Forscher im gesamten Norden Neuenglands erhalten Zugang zum Dartmouth-Mikroskop.

Ein vielseitiges Elektronenmikroskop wird in einem eigens dafür errichteten Labor im Class of 1982 Engineering and Computer Science Center installiert und wird im Herbst einsatzbereit sein.

Das Thermo Scientific Talos F200i Rastertransmissionselektronenmikroskop wird Forschern sowohl in Dartmouth als auch an anderen Universitäten im Norden Neuenglands eine klarere Sicht auf Materialien auf atomarer Ebene ermöglichen.

„Das neue Feldemissionskanonen-Rastertransmissionselektronenmikroskop ersetzt ein in die Jahre gekommenes 20 Jahre altes TEM. Es bietet uns Bildgebung mit höherer Auflösung, Röntgenspektroskopie mit höherer Auflösung und neue Bildgebungsmöglichkeiten“, sagt Ian Baker, Sherman Fairchild-Professor für Ingenieurwissenschaften an der Thayer School of Engineering, der ein Stipendium der National Science Foundation in Höhe von 1 Million US-Dollar erhielt, das Dartmouth beim Kauf unterstützte das Instrument.

Baker untersucht Defekte in Materialien, die deren mechanische, elektrische oder magnetische Eigenschaften beeinflussen und formen. Das Verständnis der Mikrostruktur hilft, die Materialeigenschaften zu verbessern, sagt Baker. „Wer nicht weiß, wie es aussieht, tappt einfach im Dunkeln.“

Transmissionselektronenmikroskope beleuchten Objekte mit Elektronen, um ihre Strukturen mit unglaublich hoher Auflösung sichtbar zu machen und Bilder einzelner Moleküle oder sogar Atome aufzunehmen, aus denen die zu untersuchende Probe besteht.

Scannende TEMs erweitern die Fähigkeiten herkömmlicher TEMs, indem sie einen eng fokussierten, nanometergroßen Elektronenstrahl verwenden, um die Probe jeweils einen kleinen Bereich abzutasten. Dadurch werden Röntgenstrahlen erzeugt, die für die im Probenbereich vorhandenen Elemente spezifisch sind und es den Forschern ermöglichen, die chemische Zusammensetzung des Materials abzubilden.

„Dies ist der erste Talos F200i in den USA, der mit einer Kaltfeldemissionskanone ausgestattet ist“, sagt Maxime Guinel de France, Direktor der Electron Microscope Facility. Dieser Emitter, der Elektronen auf die Probe schießt, ermöglicht eine schnellere Bildgebung mit besserer Auflösung und kann bei der Untersuchung empfindlicher Materialien auf niedrigere Spannungspegel eingestellt werden.

„Das ist eine wirklich aufregende Entwicklung für Dartmouth“, sagt Dean Madden, Vizeprovost für Forschung und Professor für Biochemie und Zellbiologie.

Madden glaubt, dass das Instrument Nutzer auf dem gesamten Campus finden wird – Materialwissenschaftler in den Bereichen Ingenieurwesen, Physik und Chemie sowie Biologen und medizinische Forscher, die es zur Untersuchung der Strukturen von Proteinen nutzen können. Er stellt außerdem fest, dass mehr als 75 % der praktischen Forschung am aktuellen Instrument von Studenten durchgeführt wird, ein Trend, der sich beim Talos wahrscheinlich fortsetzen wird.

Für einige Arten der fortgeschrittenen Bildgebung, wie etwa die kryogene Elektronenmikroskopie, transportieren Wissenschaftler ihre Proben zu nationalen Labors, die über die notwendige Ausrüstung verfügen. In diesen Fällen „hoffen wir, dass das Talos-Mikroskop als Sprungbrett dient, auf dem Forscher vorläufige Experimente durchführen und sich darauf vorbereiten können, dann zu nationalen Einrichtungen zu gehen, um wirklich hochauflösende Bilder zu erhalten“, sagt Madden.

Das neue Instrument verfügt außerdem über Fernüberwachungs- und Betriebsfunktionen, die es externen Benutzern für Kurse und Forschungsprojekte zugänglich machen. Im NSF-Vorschlag wurden Pläne zur Ausweitung der Nutzung des TEM-Scanners auf Forscher der University of Maine-Orono, der University of Vermont und der University of New Hampshire sowie auf ein landesweites Netzwerk von Hochschulen und Universitäten dargelegt.

„Das Talos-Mikroskop ist das einzige Instrument seiner Art in dieser Region“, sagt Baker. „Es wird zahlreiche Forschungsprojekte ermöglichen, die hochauflösende Bildgebung und Elementaranalyse erfordern.“

Harini Barath kann unter [email protected] erreicht werden.

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