Przenośne, kilkucentymetrowe urządzenie dające obraz o wysokiej rozdzielczości i kontraście, wytworzone przy użyciu technik mikroobróbki krzemu i szkła – tak wyglądać będzie pierwszy na świecie miniaturowy mikroskop elektronowy MEMS (Mikro-Elektro-Mechaniczny System), który powstaje na Politechnice Wrocławskiej. Jak podkreśla Anna Górecka-Drzazga z Wydziału Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, opracowywany wynalazek posłuży do badania próbek biologicznych niezbędnych chociażby przy wczesnej diagnostyce nowotworów, uniezależniając naukowców od pracy wyłącznie w wyspecjalizowanych laboratoriach, stanowiących dotychczas podstawową bazę badawczą, z uwagi na fakt, że wykorzystywane do tej pory klasyczne mikroskopy elektronowe to urządzenia duże i ciężkie, nie pozwalające na swobodne transportowanie.
Obecnie obserwowany intensywny rozwój technik MEMS pozwalających na miniaturyzację urządzeń na stałe zagościł w wielu obszarach codziennego życia. Samochody, telefony komórkowe czy aparaty cyfrowe bazują właśnie na mikrosystemach, czyli miniaturowych czujnikach i aktuatorach wyposażonych w nowoczesną elektronikę. Wyzwanie dla świata nauki stanowi natomiast nie tylko opracowanie spójnej technologii, ale przede wszystkim wytworzenie wysokiej próżni w bardzo małej objętości oraz połączenie wszystkich komponentów w jedną całość, by w rezultacie stworzyć nowoczesny mikroskop.
Wrocławski zespół badawczy, wiele trudności mający już za sobą, co zawdzięcza wcześniej prowadzonym badaniom, jest twórcą pierwszej na świecie jonowo-sorpcyjnej pompy próżniowej MEMS, a obecnie zmierza do zaprojektowania wszystkich elementów mikroskopu w postaci urządzeń MEMS, by następnie zintegrować je na jednym chipie, wykorzystując w tym celu techniki formowania przestrzennych struktur w krzemie i szkle. Krzemowa katoda pokryta nanorurkami stanowić będzie źródło elektronów, a dołączona kolumna elektronooptyczna składać się będzie z kilku odizolowanych elektrycznie krzemowych elektrod, które sterować będą skupieniem wiązki elektronów na badanej próbce, objaśnia Górecka-Drzazga. Prócz tego mikroskop obejmie komorę obserwacyjną na próbkę z bardzo cienką, przezroczystą dla elektronów membraną, układ rejestrujący obraz i rzeczoną pompę próżniową.
Prace, finansowe przez Narodowe Centrum Nauki w ramach projektu Opus 11, doprowadzić mają do powstania demonstracyjnej wersji urządzenia, które z pewnością nie będzie posiadało jeszcze na tym etapie idealnych parametrów. Największy problem, według wrocławskiej badaczki, stanowi jednak brak inwestowania polskiego przemysłu w rozwój mikrosystemów, a uruchomienie produkcji takiego aparatu na masową skalę wymagałoby powołania międzynarodowego konsorcjum.
az
(źródło: pwr.edu.pl)