Vrhunska raziskovalna oprema, ki je namenjena za delo v devetih laboratorijih raziskovalnega inštituta InnoRenew CoE, omogoča mednarodni interdisciplinarni ekipi inštituta narediti velik preskok v slovenskem, evropskem in svetovnem raziskovalnem prostoru. Investicijo v raziskovalno opremo je so-financiralo Ministrstvo za izobraževanje, znanost in šport iz Evropskega sklada za regionalni razvoj in Evropska komisija v okviru projekta ARCHI-Skin.

Med raziskovalnimi laboratoriji je tudi laboratorij za mikroskopiranje, kjer raziskovalci večinoma proučujejo strukture in morfologijo obnovljivih materialov na mikroskopski ravni.

Laboratorij je opremljen za pripravo vzorcev, ki jih raziskovalci proučujejo, z vrhunskimi in natančnimi mikroskopi ter številnimi drugimi napravami, ki omogočajo določanje fizičnih lastnosti materialov.

Foto: Miran Kambič

Pripravo samih vzorcev običajno pričnejo z večjimi kosi, ki jih v mizarski delavnici razrežejo na standardnih namiznih žagah. Te manjše vzorce nato odnesejo v laboratorij in uporabijo naprave za podrobno pripravo površin, s katerimi se lahko osredotočijo na manjša območja, ki jih je potrebno izboljšati z uporabo rezalnih glav in polirnih plošč. Rezultat je zelo polirana površina, ki jo s človeškim očesom vidimo skoraj kot zrcalno. V laboratoriju za mikroskopiranje v InnoRenew CoE lahko to še dodatno izboljšajo z napravo, ki površino zgledi s curkom ionov. Ta naprava ustvari skoraj popolno površino za mikroskopsko analizo. Uporablja se za vzorce, ki jih sicer ni možno rezati z običajnimi rezili, saj lahko poškodujejo notranjo strukturo. Drug pristop k tkivom, kot je les, je odvzem tankih rezin materiala za standardno svetlobno mikroskopijo. Pri tem pristopu les najprej zmehčajo, vzorce pa narežejo na 10-30 mikronov debele rezine, ki jih za boljši kontrast in opazovanje še obarvajo.

Za samo opazovanje imajo v InnoRenew CoE na voljo več mikroskopov, vključno s fluorescenčnim mikroskopom, 3D digitalnim mikroskopom, mikroskopom za metrologijo in fluorescenčnim mikroskopom, ki se uporablja za spremljanje aktivne rasti mikrobnih kultur. Večina teh naprav je avtomatiziranih in jih je možno programirati za samostojno zajemanje slik z visoko ločljivostjo, z velike površine območij, ki jih želimo proučevati. Opazujejo lahko tudi hrapave ali strukturirane vzorce (površine), saj z avtomatskim zajemanjem po globini in prostorskim modeliranjem (Z-stacking) slik po celotnem opazovanem področju dobijo ostre tridimenzionalne slike. Ta niz mikroskopov raziskovalcem inštituta omogoča analizo notranje strukture, morfologije, hrapavosti in profila površine, prepoznavanje označenih sestavin ali območij ter spremljanje razvoja živih mikrobnih kultur. V tem laboratoriju lahko opazujejo strukture  vse od mikronov pa do milimetrov.

Poleg mikroskopov je v laboratoriju tudi nekaj specializirane opreme za karakterizacijo materialov. V laboratoriju se denimo nahajajo tudi naprava za merjenje površinske energije, prave gostote materialov, plinsko kromatografijo, kromatografijo za ločevanje molekul in delcev po velikosti in meritve viskoznosti. Te naprave dopolnjujejo delo z mikroskopi, saj omogočajo merjenje pomembnih fizikalnih in kemijskih parametrov, ki jih opazujejo pri razvoju in modificiranju materialov.

Foto: Miran Kambič

Foto: Miran Kambič

Raziskave, ki jih opravljajo raziskovalci v InnoRenew CoE v tem laboratoriju, segajo od preproste identifikacije lesnih vrst, pa vse do natančne fizikalno-kemične analize modifikacije ali obdelav naravnih materialov. Te aktivnosti lahko pomagajo industrijskim partnerjem pri pripravi novih obdelav, kompozitnih izdelkov, raziskovanju fizikalnih pojavov, analizi hlapnih emisij iz materialov v stavbah, razvoju novih lepil in premazov, itd. Laboratorij za mikroskopiranje omogoča temeljito analizo materialov na mikroskopski ravni. Les, drugi naravni materiali in njihove sestavne komponente so zelo strukturirani in zapleteni naravni materiali, pri katerih je potrebno skrbno proučiti, kako vplivamo na njihovo mikroskopsko strukturo, saj ta posledično vpliva na vse ostale lastnosti, ki določajo njihovo uporabnost.

Seznam opreme v laboratoriju za mikroskopiranje

• 3D mikroskop
• Merilnik kontaktnega kota
• Fluorescenčni mikroskop
• Plinski kromatograf / Masni spektrometer (GCMS)
• Mlin – jedkanje površine z Ar ioni
• Makroskop
• Mikroskop za metrologijo
• Mikrotom linearni
• Piknometer
• Mikrotom rotacijski
• Mlin – za obdelavo površine vzorcev
• Zmogljive ultrazvočne kopeli
• Viskozimeter

Dr. Matthew Schwarzkopf, InnoRenew CoE