Vědci z FEL ČVUT a korejských univerzit přispějí k vývoji pokročilé techniky pro korelativní mikroskopii

Další pokrok v korelativní sondové a elektronové mikroskopii se očekává od projektu spolufinancovaného Technologickou agenturou ČR, který byl zahájen v letošním roce. Projektové konsorcium se skládá z pěti partnerů. Vedoucími partnery jsou dvě hi-tech společnosti – COXEM na korejské straně a NenoVision na české straně – ke kterým se připojili tři akademičtí partneři – Korea Institute of Science and Technology, Jeonbuk National University v Koreji a Fakulta elektrotechnická Českého vysoké učení technického v Praze. Hlavním výstupem projektu bude založení dvou referenčních laboratoří korelativní mikroskopie na KIST a ČVUT, a to s inovovanými přístroji.

Hlavním cílem projektu s názvem „TACOM – Vývoj korelativního AFM a SEM/AirSEM mikroskopu (Development of correlative AFM and SEM/AirSEM microscope)“ – je rozšířit komerční využití korelativní AFM a SEM mikroskopie ve vědeckých a průmyslových komunitách. Tato vize je založena na velkém tržním potenciálu a poptávce zjištěné na základě průzkumu trhu a ze zkušeností vědeckých týmů. Projekt se skládá ze dvou hlavních pilířů. V rámci prvního pilíře se vědci zaměří na další vývoj korelativních zobrazovacích sond a technik AFM a SEM. Druhý pilíř je zaměřen na vývoj celosvětově unikátního nástroje Tabletop AirSEM a jeho integraci se systémem AFM. Důležitou součástí projektu je posílení spolupráce mezi českým a korejským týmem za účelem navázání dlouhodobé spolupráce na obchodní i vědecké úrovni. Hlavním výsledkem projektu bude otevření dvou komplementárních referenčních laboratoří pro korelativní mikroskopii na korejské a české straně.

Společnosti NenoVision a COXEM jsou vysoce aktivní a inovativní podniky, které se orientují na poskytování high-tech řešení a produktů pro uživatele mikroskopů po celém světě. Společnost COXEM je dobře zavedená na trhu rastrovacích elektronových mikroskopů (SEM) a NenoVision je začínající společnost specializující se na integraci mikroskopu atomárních sil (AFM) do SEM. Obě společnosti očekávají, že ve spolupráci s akademickými partnery pomohou řešit aktuální požadavky průmyslu a vědeckého výzkumu vhodným návrhem a vývojem nových produktů a metod v oblasti AFM-SEM mikroskopie včetně ověření a propagace jejich schopností, což v dlouhodobém výhledu povede i k lepšímu postavení obou společností na celosvětovém trhu.

„NenoVision hodlá v rámci projektu posílit spolupráci v oblasti korelativní mikroskopie s korejskými a českými akademickými a průmyslovými partnery a s využitím výsledků projektu urychlit rozvoj našich obchodních aktivit. U našeho produktu LiteScope očekáváme zlepšení výkonu a schopností díky zvýšení rozlišení, citlivosti a aplikací inovativních algoritmů sběru a zpracování dat prezentovaných na různých příkladech aplikací v českých a korejských referenčních laboratořích,“ uvedl Jan Neuman z NenoVision.

„V tomto projektu chce COXEM navrhnout a implementovat nový typ elektronového mikroskopu, který lze použít ve slibně se rozvíjejících oblastech. Konkrétně má COXEM v úmyslu vyvinout korelativní mikroskop AirSEM a AFM pro pozorování živých vzorků mimo vakuovou komoru. Úlohou společnosti COXEM v tomto projektu je vyvinout nový integrovaný měřící systém a ověřit jeho funkce a provoz až do fáze před komercializací“ řekl Junhee Lee z COXEM.

Důležitou roli v projektu bude hrát také Korea Institute of Science and Technology (KIST). „KIST vyvine 2D membránu z nitridu boru (BN), která nahradí membránu Si₃N₄, jenž byla použita v AirSEM vyvinutém společností COXEM pro průchod elektronů z/do vakuové komory. KIST současně vyvine techniku přenosu BN na toto průchodové okénko,“ vysvětlil Dong Su Lee z KIST. „Kromě toho bude v KIST zřízena referenční laboratoř SEM-AFM a KIST hodlá v rámci projektu posílit spolupráci s českými partnery.“

Jako akademičtí partneři na české straně se na projektu podílejí výzkumníci z Fakulty elektrotechnické (FEL) ČVUT, která vyniká ve spojování informatiky a elektrotechniky na vysoké úrovni. „Na základě našich odborných znalostí a dlouhodobých zkušeností jsou nové a vylepšené typy korelativních mikroskopů SEM-AFM velmi potřebné a budou velkým přínosem pro výzkum a vývoj zaměřený na aktuální aplikace od fotovoltaiky po biosenzory a vědy o živé přírodě,“ řekl prof. Bohuslav Rezek z FEL ČVUT. Jeho tým se bude na projektu podílet založením referenční laboratoře, návrhem a testováním specifických vzorků nanomateriálů a biologických věd, vývojem inovovaných režimů AFM, zlepšením výkonu AFM sond, testováním a poskytováním zpětné vazby o funkci korelativních technik SEM-AFM a AirSEM-AFM včetně měření s vysokým rozlišením.

„JBNU hodlá v rámci projektu posílit spolupráci se společnostmi a akademickými partnery v Koreji a České republice v oblasti vývoje komplexního AFM kombinovaného (Air)SEM včetně korelativní analýzy obrazu,“ řekl Sangmin An z JBNU. Tým z JBNU, konkrétně výzkumníci z katedry fyziky, přispějí k projektu prostřednictvím zkoumání nanomateriálů a nanotechnologické výroby pomocí pokročilých režimů AFM, implementace nových typů AFM, měření s vysokým rozlišením a analýzy obrazu v SEM-AFM systémech.

Celkové odhadované náklady projektu jsou 2.434.537 USD (v přepočtu 50 milionů korun). Hlavní finanční podpora projektu je od Technologické agentury ČR v rámci programu TREND ve výši 688.709 USD (v přepočtu 17,2 milionu korun) a od KIAT (Korea Institute for Advancement of Technology) ve výši 1.327.428 USD (33,1 mil korun). Celková doba trvání projektu je plánována na 36 měsíců.