Laserový mikroskop umožní zkvalitnit textilní výzkum

Unikátní konfokální laserový rastrovací mikroskop Olympus Lext má nyní k dispozici Textilní fakulta Technické univerzity v Liberci (TF TUL). Zařízení, které nemá v České republice obdoby, koupila z vlastních zdrojů za částku 3,6 mil. Kč v rámci Výzkumného záměru Textil II. Přístroj umožňuje trojrozměrné zobrazení materiálu, a díky tomu studium prostorových struktur materiálů. "V rámci Evropy je podobným zařízením vybaveno jen 7 pracovišť. Bylo uvedeno na trh loni v červnu. Po Německu a Itálii byla Česká republika třetí zemí," řekl Ivo Lukeš, prokurista firmy Olympus C&S, která přístroj na univerzitu dodala a zřídila tak další evropské (a v České republice první) referenční pracoviště. Podle děkana textilní fakulty Jiřího Militkého je nákup rastrovacího mikroskopu přelomovým okamžikem pro univerzitní výzkum. "V oblasti textilu souvisí se současným trendem orientovat se na technické textilie a na využití netradičních materiálů," řekl Militký. Upřesnil, že Olympus Lext není vhodný pro biologické materiály, ale orientuje výzkum na syntetická vlákna, včetně nanovláken. Zkušenosti, které se zde získají, umožní nejen sledovat, ale i měnit vlastnosti materiálů, a tím optimalizovat jejich užití pro průmyslovou výrobu. "Přístroj umožňuje špičkovou diagnózu, bez které dnes už nelze vyrábět špičkové a inteligentní materiály. Přesné měření umožní také ověření některých teoretických modelů," dodal Militký. Nový přístroj nabídne podle něj také spolupráci s průmyslovými podniky na hlubší bázi. Například výrobce ochranných textilií, firma Gumotext, se již na fakultu textilní TUL obrátil s konkrétními požadavky, jak určitým typem struktur zlepšit bariérové vlastnosti textilií a zvýšit tak konkurenceschopnost vyráběného zboží. Fakulta textilní má sice k dispozici dva elektronové mikroskopy, ty ale na některé věci nestačí. Unikátní přístroj s nestandardním rozlišením 0,12 µm a se schopností přesného trojrozměrného měření umožňuje submikronové zobrazení povrchu materiálů. Rozsahem zvětšení od 120krát do 14 400krát zaplňuje tento přístroj mezeru mezi klasickými světelnými a elektronovými rastrovacími mikroskopy (SEM). Navíc, narozdíl od SEM, popř. AFM (rastrovací mikroskopy na principu měření atomárních sil), se v systému LEXT mohou vzorky umísťovat přímo na mikroskopický stolek, bez nutnosti použít vakuovou komoru. "V současné době rostou stále více nároky na nestandardní způsoby měření a kontrolu materiálů, součástek, velmi jemných spojů a kontrolu drsnosti se submikronovou přesností. Běžně lze klasickými mikroskopy sledovat jednu rovinu materiálu. Tento laserový rastrovací mikroskop však umožňuje sledovat prostorové zobrazení a studovat trojrozměrné struktury materiálu. Můžeme sledovat vliv prostorových vlastností a zjištěné vlastnosti využít pro určité makrojevy. Smyslem je zlepšit vlastnosti textilních materiálů. Je ale možné s ním sledovat i jiné materiály než textilní. Počítáme s jeho využitím v rámci výzkumu pro strojní výrobu, a proto jej budou zřejmě využívat i fakulta strojní a fakulta mechatroniky," řekl proděkan FT TUL Michal Vik s tím, že nový přístroj výzkum nejen výrazně zkvalitní, ale zároveň náklady na výzkum sníží. Olympus Lext využívá laserový paprsek o vlnové délce 408 µm s optickými prvky uzpůsobenými pro činnost této vlnové délky tak, aby optimalizovaly kvalitu zobrazení. Velkou výhodou je možnost využít laserový paprsek společně s kontrastními mikroskopickými technikami jako jsou světlé pole, temné pole, polarizované světlo a D.I.C. interferenční kontrast, jak v režimu video - "živý" obraz, tak i v režimu laserového konfokálního zobrazení. Tento nový konfokální laserový D.I.C. režim je zvláště užitečný pro zvýraznění jemných texturálních změn v průběhu analýzy povrchů. LEXT nabízí jako první schopnost simultánního zobrazování vzorků ve třech rozměrech a ve skutečných barvách, tím, že v systémovém počítači kombinuje získané laserové 3D zobrazení s plnobarevným zobrazením ve světlém poli, což je užitečné při pozorování barevných vzorků. Tato nová technologie se ideálně hodí nejen pro výrobu komponentů s velmi malou tolerancí, automobilových součástek, keramiky, plastů, kovů, ale i SMART a textilií z nanovláken. Pro účely zajištění jakosti nabízí analýzu drsnosti, měření výšky a objemovou analýzu. Schopnost systému LEXT rovněž dobře poslouží při analýze poruch, kde lze snadno získat měření s vysokým rozlišením. Nový mikroskop překračuje rámec konvenční mikroskopie a je vyvinut jako 3D metrologický nástroj. Tuhý stativ a speciální stolek minimalizuje přenos vibrací na řídicí jednotku a preparát. Malý diodový laser dodává systému přenosnost a nízké provozní náklady. Opakovatelnost měření je do 0,020 µm (3 sigma) s opakovatelností osy Z do 0,052 µm (3 sigma). Tento nástroj nabízí nejen v metrologii nové možnosti kontroly materiálů a součástek s vysokou přesností měření v 3D, ale hodí se zejména pro nově vznikající aplikace v mikro a nanotechnologickém odvětví. Unikátní zařízení přispěje především v rámci projektu Výzkumné centrum Textil II k výzkumu nových textilních materiálů. Centrum zahájilo na liberecké univerzitě činnost vloni, a navázalo tak na pětiletou práci Výzkumného centra Textil I. Na společný projekt Technické univerzity a Výzkumného ústavu textilních strojů Liberec dá ministerstvo školství během 5 let 150 milionů korun. I díky této podpoře si podle děkana Militkého může univerzita dovolit koupit podobně špičkové vybavení. JAROSLAVA KOČÁRKOVÁ