Nanotechnologie hrají klíčovou roli v mnoha oblastech moderního života – od mikroelektroniky po biologii. S tím, jak s novými objevy narůstají možnosti nanotechnologií, které jsou někdy označovány jako „molekulární stavitelství“, a jak se rozšiřují možnosti jejich využití, se očekává, že nanotechnologie budou nabývat na stále větším a větším významu. Jedná se o technologie, které mají nejen významný přínos pro společnost, ale rovněž potenciál pomoci evropskému průmyslu zlepšit svoji konkurenceschopnost.

Aby mohly být nanotechnologie využívány v plném rozsahu, vědci a zástupci podnikatelského sektoru potřebují co nejlépe vyvinuté a efektivní přístroje. Projekt FIBLYS a jeho přímý nástupce UnivSEM dosáhly významného průlomu přesně v této oblasti tím, že vytvořily nový unikátní přístroj, který je jedním z vedoucích projektů, doktorem Jaroslavem Jirušem z české společnosti TESCAN, popisován jako „švýcarský nůž“ mezi nanotechnologickými přístroji. Přístroj dovedl k plnému komerčnímu využití projekt FIBLYS a nyní je dále vylepšován v rámci projektu UnivSEM.

Zásadní pokrok, kterého docílily projekty FIBLYS – UnivSEM se svým „multi-nano“ přístrojem, spočívá v tom, že umožnily poprvé v historii výrobcům, aby používali pouze jeden přístroj pro celou škálu procesů, které dříve vyžadovaly využití samostatných přístrojů. Jedná se o procesy jako jsou vysoké mikroskopické zobrazování připravovaných materiálů za pomoci atomových a elektronových mikroskopů, analýza materiálů za použití nejrůznějších metod, manipulace a nakonec i modifikace materiálu a vytváření nových struktur (např. řezání na tenké části, provrtávání nebo vkládání částí do materiálu). Jednou z okamžitých výhod je, že přístroj šetří čas, protože vzorky nemusejí být pokaždé přenášeny mezi jednotlivými přístroji a znovu připravovány. Šetří to zároveň peníze vzhledem k tomu, že jednotlivé přístroje mohou stát až miliony EUR, a mohou být nahrazeny pouze jedním, samostatným přístrojem.

Další přímou výhodou pro vědce i pro samotné výrobce je skutečnost, že odstraněním nutnosti použití více přístrojů kleslo riziko kontaminace nebo oxidace vzorků. „Znamená to, že vědci si mohou být jisti, že zkoumají naprosto přesně stejnou část vzorku,“ uvedl doktor Jiruše, vedoucí zástupce projektu FIBLYS a v současné době projektový koordinátor UnivSEM, jehož společnost přístroj vyrobila. „Tím, že zvětšíte vzorek mnoho tisícinásobně, zkoumáte vlastně pouze malou část. Takže pokud vzorek přemístíte do jiného přístroje, máte problém s přesností lokalizovat zkoumanou část,“ vysvětluje Jiruše.  

Uvnitř přístroje se nachází celá řada specializovaných nástrojů včetně dvou mikroskopů, které poskytují detailní zobrazení vzorku. Prvním z nich je skenovací elektronový mikroskop (SEM), který umožňuje obrovské zvětšení. Zvětšení části o velikosti 10 x 10 nanometrů na 10 x 10 centimetrů odpovídá tomu, jako kdybychom zvětšili otisk lidské nohy na měsíci na velikost samotného měsíce. Druhý, atomový mikroskop (AFM), zobrazuje trojrozměrně atomové struktury vzorku.

Další významnou součástí přístroje je iontový paprsek (FIB). Tento nástroj má schopnost upravovat vzorky – například do vzorku leptat, řezat ho, rozemílat ho s cílem podívat se dovnitř vzorku nebo připravit průřez vzorkem pro další analýzu. Nástroj může též sloužit k tomu, aby se na vzorek pokládaly další vrstvy dodatečného materiálu, a vytvářely se tak materiály nové nebo nové struktury. „Jednou z oblastí, pro kterou je v současnosti tento postup zajímavý, je vývoj nových povrchů pro solární technologie,“ vysvětluje doktor Jiruše.

Soubor nástrojů tohoto „švýcarského nože“ v nanotechnologiích je doplněn o celou řadu analytických zařízení, která využívají technické postupy jako jsou energeticky dispersní rentgenová spektroskopie (EDS) nebo 3D difrakce se zpětným odrazem elektronů (EBSD). Nejvýznamnějším nástrojem je časový hmotnostní spektrometr (Time-of-Flight Mass Spectrometer) s citlivostí dostatečnou pro analýzu molekul v rozlišení miliontin částic. Dříve musely být tyto spektrometry zabudovány ve velkých, drahých a samostatně stojících zařízeních. Jeho zabudování do tohoto přístroje představuje jeden z největších úspěchů projektů FIBLYS – UnivSEM.

Jestliže budeme považovat nanotechnologie za cestu budoucnosti, přístroj projektů FIBLYS – UnivSEM představuje důležitý milník na této cestě. Vytvořily totiž přístroj, který nesporně pomůže Evropě udělat významné kroky vpřed s přínosy nejen v oblasti ekonomické ve smyslu průmyslové a pracovní konkurenceschopnosti, ale také v oblasti sociální ve směru pokroku, které již dnes nanotechnologie vnášejí do nejrůznějších stránek našeho života.

zdroj: tisková zpráva Evropské komise