Ungkap Rahasia Kaca Tertrukstrur dengan sinar-X, Memajukan Industri

Menggunakan mikroskope ungkap rahasia kaca tertrukstrur dengan sinar-X, hasil para peneliti di perguruan tinggi memajukan sektor industri.

Memiliki resolusi tinggi dan tampak dalam tiga dimensi (3D) cara kerja mikroskop dengan sinar-X modern terhadap materials (bahan).

Mikroskop yang disebut ZEISS Xradia 810 Ultra X-ray  telah diuji coba di Martin Luther University Halle-Wittenberg (MLU), Jerman.

Dengan menggunakan perangkat ini, memungkinkan kita dapat mengamati secara langsung perubahan bahan (materials) saat panas diterapkan.

Pembuatan mikroskop sinar-X didanai oleh German Research Foundation (Deutsche Forschungsgemeinschaft, DFG) sebagai bagian dari inisiatif instrumentasi utama.  

Para peneliti di MLU yang bekerja sama dengan tim peneliti Institut Fraunhofer untuk Mikrostruktur Bahan dan Sistem IMWS telah mendemonmstrasikan hasil penelitiab mereka kepada publik dan para pelaku industri.

“Saya senang permintaan mikroskop sinar-X dipenuhi oleh Yayasan DFG. Alat ini berguna untuk beberapa proyek penelitian di MLU dan universitas lain. Kami ingin menemukan kegunaan produktif  dengan teknologi terbaru dengan dukungan profesional berbasis sains dan penelitian,” kata Dr. Michael Royeck, seorang spesialis kelompok Instrumentasi Ilmiah dan Teknologi Informasi DFG.

Sementara Ketua Departemen Desain Bahan Berbasis Mikro MLU dan Direktur Fraunhofer IMWS, Prof. Ralf Wehrspohn, berkata, “Saya  senang karena DFG mengakui pekerjaan kami. Alat ZEISS Xradia 810 Ultra berguna untuk memberikan momentum baru penelitian di universitas.”

Ia menambahkan, alat baru itu digunakan juga untuk meneliti bahan berstruktur seukuran nano—sekaligus memberikan kesempatan pada lembaga penelitian di Kampus Weinberg, Halle—dengan perangkat ultramodern. 

Teknologi inovatif secara otomatis memetakan struktur material. Mikroskop sinar-X menciptakan tampilan 3D dimensi dari sifat-sifat bahan, dan memudahkan peneliti untuk menarik kesimpulan tentang perilaku bahan (materials) yang diteliti.

Teknologi ini memungkinkan untuk mempelajari bahan berkinerja tinggi di tingkat mikro dalam 3D dan tidak memerlukan akses ke cincin penyimpanan elektron di lembaga penelitian besar.

Analisis materials ini melibatkan tiga langkah yakni perangkat persiapan laser microPREP—dikembangkan bersama 3D-Micromac AG di Chemnitz dan Fraunhofer IMWS—berguna untuk membuat sampel yang memiliki geometri tepat untuk dipelajari dengan mikroskop sinar-X.

Langkah selanjutnya, data 3D eksperimental dihasilkan dengan menggunakan resolusi tinggi 810 Ultra dari ZEISS, dan data divisualisasikan yang dianalisis dengan menggunakan kacamata data realitas virtual InViewR inovatif dari arivis AG.

“Interaksi antarketiga teknologi ini memungkinkan peneliti untuk mendapatkan informasi struktural 3D berresolusi sangat tinggi yang membentuk dasar bagi percepatan pengembangan bahan baru. Resolusi 50 nanometer dapat dicapai dengan menggunakan instrumentasi besar baru ini,” kata Prof. Thomas Höche, Kepala Bahan Optik dan kelompok Teknologi di Fraunhofer IMWS.

Ia melanjutkan, dengan volume sampel yang teruji hampir 4000 mikrometer kubik, menutup celah yang tidak tercakup oleh prosedur diagnostik mikrostruktural lainnya.

Berkat beberapa aplikasi paket, bahan yang akan dipelajari seperti kaca terstruktur dan kaca yang digunakan pada display  dan kompor.

Misalnya, perangkat besar yang dibuat oleh ZEISS dapat melacak pertumbuhan kristal dalam keramik kaca dalam tiga dimensi. Itu memungkinkan untuk mengontrol berbagai parameter proses seperti suhu untuk membuat struktur yang diinginkan.

Mikroskop sinar-X juga digunakan oleh kelompok kerja ilmiah lainnya. Misalnya para peneliti di Universitas Teknologi Clausthal, Universitas Osnabrück, Institut Federal untuk Penelitian dan Pengujian Bahan (BAM), Universitas Erlangen-Nuremberg, dan lembaga penelitian lainnya.

Hasil para peneliti di perguruan tinggi, ungkap rahasia kaca tertrukstrur dengan sinar-x, hasilnya memajukan sektor industri.