Mark Rainforth เป็นศาสตราจารย์ด้านวัสดุวิศวกรรมที่มหาวิทยาลัย Sheffield ในสหราชอาณาจักร และมีส่วนร่วมกับ Royal Microscopical Society ( RMS ) ในสหราชอาณาจักรตั้งแต่ยังเป็นนักศึกษาปริญญาเอก งานวิจัยของเขาเกี่ยวข้องกับการใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนเพื่อศึกษาส่วนต่อประสานและพื้นผิวในโลหะ เซรามิก และสารเคลือบ ในฐานะประธานของ RMS ตั้งแต่ปี 2549 Rainforth
ดูแลองค์กร
ที่ส่งเสริมทุกแง่มุมของกล้องจุลทรรศน์และอนุญาตให้นักจุลทรรศน์ทุกคน – ผู้ใช้และผู้พัฒนาเครื่องมือ – โต้ตอบได้ สมาคมนี้มีสมาชิกมากกว่า 1,000 คน ซึ่งไม่เพียงแต่นักฟิสิกส์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงนักวิทยาศาสตร์ด้านวัตถุ นักวิทยาศาสตร์เพื่อชีวิต ทันตแพทย์ และแม้แต่นักโบราณคดีด้วย
อะไรคือการค้นพบใหม่ที่น่าตื่นเต้นที่สุดในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน? มีมากมายจนยากที่จะรวมทั้งหมด ฉันจำได้ว่าไปบรรยายเมื่อไม่กี่ปีก่อน ซึ่งวิทยากรทำนายว่าในกล้องจุลทรรศน์จะไม่มีอะไรน่าตื่นเต้นเหลืออยู่ และการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดจะค่อยเป็นค่อยไป ในความเป็นจริง
ในช่วงห้าปีที่ผ่านมา ชุมชนกล้องจุลทรรศน์ได้ผ่านยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาบางทีความก้าวหน้าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดสำหรับฉันคือความสามารถในการแก้ไขความคลาดเคลื่อนทรงกลมซึ่งเป็นผลมาจากการมีเลนส์ทรงกลม ความละเอียดของกล้องจุลทรรศน์ถูกจำกัดด้วยความคลาดเสมอ
ผู้คนทราบกันมานานแล้วว่าปัญหาสามารถแก้ไขได้โดยการวัดความคลาดเคลื่อนทรงกลมและใช้เลนส์พิเศษที่เรียกว่า optipoles เพื่อใส่ความคลาดเคลื่อนที่เท่ากันและตรงกันข้าม อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้ต้องใช้เลนส์หลายตัวและการประมวลผลภาพจำนวนมาก ดังนั้นจึงเป็นไปได้ด้วยพลังการประมวลผลขั้นสูง
เท่านั้น ก่อนหน้านี้ทำได้เพียงสร้างภาพที่เป็น “การฉายภาพ” ของอะตอม แทนที่จะเป็นภาพแต่ละคอลัมน์ที่แท้จริงของอะตอมในวัสดุ การฉายภาพดังกล่าวเกิดขึ้นจากการรวมลำอิเล็กตรอนที่เลี้ยวเบนจำนวนหนึ่งเข้าด้วยกันเพื่อสร้างภาพรบกวน ซึ่งภายใต้เงื่อนไขที่กำหนดไว้อย่างระมัดระวังเท่านั้น
ที่จะให้ข้อมูล
โดยตรงเกี่ยวกับโครงสร้างอะตอมแก่เรา ตอนนี้ ด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านที่ปราศจากความคลาดเคลื่อน เราจะได้ภาพอะตอมที่แท้จริงและได้แนวคิดเกี่ยวกับฟิสิกส์ของพันธะแต่ละส่วนระหว่างอะตอม ในปี 1959 Richard Feynman กล่าวอย่างมีชื่อเสียงว่า “การวิเคราะห์สารที่ซับซ้อนใดๆ
นั้นเป็นเรื่องง่ายมาก สิ่งที่เราต้องทำก็คือมองดูมันและดูว่าอะตอมอยู่ที่ไหน… ฉันให้สิ่งนี้เป็นความท้าทาย: ไม่มีทางที่จะทำให้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนมีพลังมากขึ้นได้หรือไม่” เกือบ 50 ปีต่อมาความท้าทายนั้นได้รับคำตอบการพัฒนาอื่น ๆ ที่น่าสนใจคืออะไร?โครงสร้างของวัสดุหลายชนิด
การเลี้ยวเบนแบบกระจายกลับของอิเล็กตรอน (EBSD) จัดการกับความท้าทายนี้โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) เพื่อกำหนดโครงสร้างผลึกและการวางแนวผลึกของอะตอมในตัวอย่างในระดับนาโนเมตร สิ่งที่น่าตื่นเต้นจริงๆ คือคุณสามารถสแกนพื้นที่กว้างด้วย SEM
เพื่อให้ครอบคลุมพื้นผิวของวัสดุหนึ่งตารางเซนติเมตรด้วยความละเอียดระดับนาโนเมตรกระบวนการนี้ใช้คอมพิวเตอร์มาก และเพิ่งเป็นไปได้ด้วยความก้าวหน้าด้านพลังงานคอมพิวเตอร์และกล้องดิจิทัล เทคนิคล่าสุดบางส่วนเหล่านี้จะถูกนำเสนอในปลายเดือนนี้ที่ลอนดอนในการประชุมMicroscience 2008
การพัฒนาเหล่านี้ขับเคลื่อนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีใหม่หรือไม่?ใช่ แต่สรุปได้ยากเพราะมีกรณีที่น่าสนใจมากมาย เกือบจะเหมือนกับว่ายุคฟื้นฟูศิลปวิทยานี้ได้อนุญาตให้เราทบทวนวิทยาศาสตร์ที่รู้จักทั้งหมดอีกครั้ง นาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่ามีประโยชน์มหาศาล
อย่างไรก็ตาม
เทคโนโลยีนี้ไม่สามารถพัฒนาอย่างมีเหตุผลได้หากไม่มีความสามารถในการตรวจสอบโครงสร้างอะตอมโดยตรง นี่ไม่ได้หมายถึงตำแหน่งทางกายภาพของอะตอมเท่านั้น แต่ยังรวมถึงเลขอะตอมและประจุของมัน ตลอดจนประเภทของพันธะและความใกล้เคียงกับอะตอมที่อยู่รอบๆ การพัฒนากล้องจุลทรรศน์
กำลังเริ่มทำให้สิ่งนี้เป็นไปได้กล้องจุลทรรศน์ยังช่วยให้เราจัดการวัตถุในระดับนาโนได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้กล้องจุลทรรศน์เพื่อดูว่าท่อนาโนคาร์บอนเคลื่อนที่ไปยังตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งบนตัวอย่างได้อย่างไร ในชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ ตอนนี้เราสามารถดูส่วนต่อประสานระหว่างฟิล์มบาง
และสารตั้งต้น และทำความเข้าใจเกี่ยวกับการกระจายตัวของสารเคมีภายในฟิล์ม ความเข้าใจนี้ช่วยในการย่อส่วนประกอบที่นำไปสู่โทรศัพท์มือถือขนาดเล็กลง เป็นต้นความก้าวหน้าทางจุลทรรศน์ยังเพิ่มความสามารถของเราในการทำความเข้าใจผลกระทบของธาตุรองที่ตั้งใจหรือหลีกเลี่ยงไม่ได้ในวัสดุ
ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติของมันได้อย่างมาก จนกระทั่งการกำเนิดของเทคนิคกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ล่าสุด การกำหนดตำแหน่งขององค์ประกอบการติดตามภายในโครงสร้างของวัสดุเป็นเรื่องยากมาก ตัวอย่างเช่น เทคนิคการใช้กล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวจะนำมา
ซึ่งความเข้าใจใหม่เกี่ยวกับกลไกการย่อยสลายในเซลล์เชื้อเพลิงที่เป็นของแข็งออกไซด์ ในทำนองเดียวกัน การพัฒนาเหล็กน้ำหนักเบาที่มีความแข็งแรงสูงแบบใหม่ก็จะอาศัยเทคนิคความละเอียดสูงล่าสุดเช่นกันยุคฟื้นฟูศิลปวิทยาในกล้องจุลทรรศน์นี้ส่งผลต่อการวิจัยของคุณอย่างไร?
งานวิจัยของฉันมุ่งเน้นไปที่การทำความเข้าใจพื้นผิวและส่วนต่อประสาน กล้องจุลทรรศน์เป็นรากฐานและอธิบายการทำงานทั้งหมดของเราในด้านวัสดุศาสตร์ ไม่ว่าจะเป็นโลหะ เซรามิก สารเคลือบ หรือวัสดุชีวภาพ ฉันใช้เทคนิคหลายอย่างและบางครั้งต้องผสมผสานมากกว่าหนึ่งเทคนิค ตัวอย่างเช่น ฉันใช้กล้องจุลทรรศน์ลำแสงไอออนแบบโฟกัสไปที่พื้นผิวของส่วนสำหรับการตรวจสอบ TEM
เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>ufabet
