Podczas gdy świat pozostaje w globalnym trendzie tworzenia coraz większych telefonów, samochodów, budynków, całkowicie skupiając się na skali makro – oni przyglądają się światu w skali mikro i nano. W Chorzowie od 2023 roku funkcjonuje Centrum Mikroskopowego Badania Materii SPIN-Lab.

Z lewej: obraz z mikroskopu konfokalnego, z prawej: model 3D z mikrotomografii komputerowej

W świecie, w którym wzrokowe obserwacje ogranicza długość fali światła widzialnego, potrzebne są narzędzia sięgające dużo poniżej mikrometra, by odkrywać strukturę materii w skali atomowej czy nanometrycznej. Techniki obrazowania oparte na elektronach i promieniach X otworzyły nauce zupełnie nowe horyzonty, z niespotykaną dotąd precyzją umożliwiając badanie wnętrza komórek, materiałów konstrukcyjnych czy skamieniałości. Chyba nie istnieje dziś dziedzina wiedzy, w której mikroskopia czy mikrotomografi a komputerowa nie znalazłyby zastosowania. Te techniki nie tylko odsłaniają niewidzialne warstwy rzeczywistości, ale często stanowią klucz do jej zrozumienia, łącząc wspólny cel: dotrzeć do tego, co ukryte, i przekształcić niewidzialne w widzialne.

W CMBM SPIN-Lab każdego dnia podejmuje się wyzwanie dotarcia do tego, co ukryte – na poziomie mikro, nano, a niekiedy wręcz atomowym. W badaniach materiałów organicznych i nieorganicznych w SPIN-Lab odsłania się złożone struktury, analizuje się ich właściwości i relacje wewnętrzne, dostarczając tym samym kluczowych informacji wspierających rozwój nauki oraz rozwiązywanie konkretnych problemów technologicznych. Dzięki synergii zaawansowanej aparatury i interdyscyplinarnej wiedzy zespołu możliwe staje się nie tylko zrozumienie materii, ale i realne wsparcie dla innowacji w przemyśle, biomedycynie, ochronie środowiska czy inżynierii materiałowej.

Dostępna aparatura badawcza to: transmisyjny mikroskop elektronowy przystosowany do badań w warunkach kriogenicznych (JEM-F200, Jeol), skaningowy mikroskop elektronowy sprzężony z ksenonowym działem jonowym (Amber X, TESCAN), skaningowy mikroskop elektronowy z detektorami EDX, WDX oraz spektrometrem Raman (Clara, TESCAN), skaningowy mikroskop elektronowy przystosowany do prowadzenia badań w warunkach środowiskowych (Quanta FEG 250, ThermoFisher), mikroskop sił atomowych sprzężony z mikroskopem spektroskopowym Ramana (alpha300 RA – Raman-AFM), mikroskop konfokalny z białym laserem (Stellaris 8, LEICA), jak również wysokorozdzielczy mikrotomograf rentgenowski (UniTOM HR, TESCAN).

Wizją CMBM SPIN-Lab jest wspieranie rozwoju nauki i technologii dzięki precyzyjnemu i innowacyjnemu badaniu obrazowemu, które umożliwia głębsze zrozumienie materiałów i procesów. SPIN-Lab dąży do pozycji lidera w zakresie korelacyjnego charakteryzowania materii z wykorzystaniem technik mikroskopowych oraz rozszerzenia współpracy z sektorem przemysłowym i naukowym na arenie krajowej i międzynarodowej. Stąd też w SPIN-Lab rozwijane są techniki przetwarzania i analizy obrazów przy wykorzystaniu sztucznej inteligencji. Dostępna na rynku aparatura z obszaru mikroskopii elektronowej, konfokalnej czy mikrotomografi i umożliwia pozyskiwanie obrazów w bardzo wysokiej rozdzielczości i generuje bardzo duże zasoby danych. Stąd w wielu wypadkach zastosowanie znajduje automatyczna segmentacja i analiza wielkoskalowych danych oraz rozpoznawanie subtelnych różnic w obrazach dzięki uczeniu maszynowemu, co otwiera nowe możliwości w szybkim przetwarzaniu i interpretacji wyników.

Centrum prowadzi również szeroką współpracę ze specjalistami różnych dziedzin, w zakresie usług badawczych, rozwojowych i edukacyjnych, a także szkoleń, warsztatów, seminariów oraz innych usług eksperckich. Tylko w 2024 roku SPIN-Lab było organizatorem i współorganizatorem szeregu eventów naukowych, do których należą m.in. spotkania biznesowe dla obszaru agronomiczno-spożywczego, biomedycyny oraz klastra medycznego, Tydzień Mikroskopii w ramach Europejskiego Miasta Nauki Katowice 2024 czy warsztaty Particle Workshop.

Więcej informacji o SPIN i możliwościach współpracy znajduje się na stronie internetowej: https://us.edu.pl/centra-badawcze/cmbm-spin-lab.