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Materials Science
Polymer Research
Polymer research enabled by electron microscopy techniques.
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Polymers play a vital role in our daily lives, making up everything from household products and textiles to transportation, aviation, and aerospace components that move the world. As the polymer microstructure determines the overall performance of these vital functional products, they must be studied and optimized at corresponding scales.
Electron microscopy (EM) plays an indispensable role in the characterization and analysis of polymers. It provides a range of critical information such as; the morphology and composition of new materials, the identity of foreign elements (to trace contamination in the production process), and the failure analysis of components (enabling the creation of improved materials with better performance).
Thermo Fisher Scientific offers a comprehensive solution for polymer analysis across our entire portfolio, including X-ray microtomography (microCT), desktop- and floor-model scanning electron microscopy (SEM), Thermo Scientific DualBeam instruments (focused ion beam-SEM), and transmission electron microscopy (TEM). Together these tools easily fulfill the polymer characterization needs of R&D, technical service, and near-line quality control laboratories.
3D reconstruction of a polymer filter membrane. Data acquired on the Thermo Scientific Apreo Volumescope SEM with a nominal slicing thickness of 50 nm. Backscatter electron images were obtained under a 50 Pa environment.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The secondary electron image shows the morphology of the polymer beads.
Low keV image of polymer beads with metallic nanoparticles. The backscattered electron image reveals iron oxide nanoparticles on the beads.
Low vacuum mode enables EDS mapping of an uncoated glass fiber reinforced polymer (GFRP) fracture surface. Elemental mapping shows that the matrix is carbon rich and the glass fibers are a mixture of silicon, aluminum and calcium oxides.
Image showing the comprehensive morphology of plain paper containing additives and fibers, generated by combining signal from two separate detectors. Color indicates elemental composition whereas image contrast reveals the material topography.
TEM low-dose imaging of block copolymer under cryogenic condition. The copolymer micelle is in water, with sphere-sphere packing assembled from blends of PAA-PI-PS and PAA-PS. Sample courtesy of Prof. Thomas Epps, III, University of Delaware.
Control de procesos mediante microscopía electrónica
La industria moderna exige un alto rendimiento con una calidad superior, un equilibrio que se mantiene a través de un control de procesos sólido. Las herramientas SEM y TEM con software de automatización exclusivo proporcionan información rápida y multiescala para la supervisión y la mejora de procesos.
Control de calidad y análisis de fallos
El control y garantía de calidad son esenciales en la industria moderna. Ofrecemos una gama de herramientas de EM y espectroscopía para el análisis multiescala y multimodal de defectos, lo que le permite tomar decisiones fiables e informadas para el control y la mejora de procesos.
Investigación sobre materiales fundamentales
Se investigan nuevos materiales a escalas cada vez más pequeñas para lograr el máximo control de sus propiedades físicas y químicas. La microscopía electrónica proporciona a los investigadores información clave sobre una amplia variedad de características materiales a escala nanométrica.
Limpieza técnica
Más que nunca, la fabricación moderna necesita componentes fiables y de calidad. Con la microscopía electrónica de barrido, el análisis de limpieza de las piezas se puede llevar a cabo internamente, lo que le proporciona una amplia gama de datos analíticos y acorta su ciclo de producción.
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Asignación elemental a escala atómica con EDS
El EDS de resolución atómica proporciona un contexto químico incomparable para el análisis de materiales al diferenciar la identidad elemental de los átomos individuales. Cuando se combina con TEM de alta resolución, es posible observar la organización precisa de los átomos en una muestra.
ColorSEM
Mediante la utilización de EDS en tiempo real (espectroscopia de rayos X por dispersión de energía) con cuantificación en tiempo real, la tecnología ColorSEM transforma las imágenes SEM en una técnica de color. Cualquier usuario puede adquirir datos elementales de forma continua para obtener información más completa que nunca.
Corte transversal
El corte transversal proporciona una visión adicional, ya que descubre información de la subsuperficie. Los instrumentos DualBeam tienen columnas FIB para poder realizar el corte transversal con alta calidad. Con la automatización, se puede realizar el procesamiento de muestras de alto rendimiento sin supervisión.
Análisis de partículas
El análisis de partículas juega un papel vital en la investigación de nanomateriales y el control de calidad. La resolución a escala nanométrica y la adquisición de imágenes superiores de microscopía electrónica se pueden combinar con software especializado para la rápida caracterización de polvos y partículas.
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Adquisición de imágenes de contraste de fase diferencial
La investigación electrónica moderna se basa en el análisis a nanoescala de las propiedades eléctricas y magnéticas. El contraste de fase diferencial STEM (DPC-STEM) puede obtener imágenes de la fuerza y la distribución de los campos magnéticos en una muestra y mostrar la estructura de dominio magnético.
Preparación de muestras (S)TEM
Los microscopios DualBeam permiten la preparación de muestras ultrafinas de alta calidad para el análisis (S)TEM. Gracias a la automatización avanzada, los usuarios con cualquier nivel de experiencia pueden obtener resultados de nivel experto para una amplia gama de materiales.
Adquisición de imágenes de muestras calientes
El estudio de los materiales en condiciones reales suele implicar el trabajo a altas temperaturas. El comportamiento de los materiales cuando se recristalizan, derriten, deforman o reaccionan ante el calor se puede estudiar in situ con la microscopía electrónica de barrido o con las herramientas DualBeam.
Caracterización de materiales en 3D
El desarrollo de materiales suele requerir caracterización en 3D en varias escalas. Los instrumentos DualBeam permiten el corte en secciones en serie de grandes volúmenes y la posterior adquisición de imágenes SEM a escala de nanómetro, las cuales se pueden procesar en reconstrucciones 3D de la muestra de alta calidad.
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SEM ambiental (ESEM)
El SEM ambiental permite que se adquieran imágenes de los materiales en su estado nativo. Esto es ideal para investigadores académicos e industriales que necesitan probar y analizar muestras húmedas, sucias, reactivas, con liberación de gases o que no son compatibles con el vacío.
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Análisis elemental EDS
EDS proporciona información de composición vital sobre las observaciones de microscopio electrónico. En concreto, nuestros exclusivos sistemas de detectores Super-X y Dual-X añaden opciones para mejorar el rendimiento y/o la sensibilidad, permitiendo optimizar la adquisición de datos para cumplir con sus prioridades de investigación.
SIMS
El detector TOF-SIMS (espectrometría de masas de iones secundaria de tecnología de tiempo de vuelo) para microscopía electrónica de tecnología barrido de haz de iones (FIB-SEM) permite la caracterización analítica de alta resolución de todos los elementos de la tabla periódica, incluso a bajas concentraciones.
Análisis de escala múltiple
Los novedosos materiales se deben analizar a una resolución cada vez mayor, manteniendo el contexto más amplio de la muestra. El análisis de escala múltiple permite la correlación de varias herramientas y modalidades de obtención de imágenes, tales como microTC de rayos X, DualBeam, PFIB láser, SEM y TEM.
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Tomografía EDS en 3D
La investigación de materiales modernos depende cada vez más del análisis a nanoescala en tres dimensiones. La caracterización en 3D, incluidos los datos de composición para el contexto químico y estructural completo, es posible con EM en 3D y espectroscopia de rayos X dispersiva.
Espectroscopía de fotoelectrones de rayos X
La espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) permite el análisis de superficie, proporcionando la composición elemental, así como el estado químico y electrónico de los 10 nm principales de un material. Con la realización de perfiles de profundidad, el análisis XPS se extiende a la visión de composición de las capas.
Asignación elemental a escala atómica con EDS
El EDS de resolución atómica proporciona un contexto químico incomparable para el análisis de materiales al diferenciar la identidad elemental de los átomos individuales. Cuando se combina con TEM de alta resolución, es posible observar la organización precisa de los átomos en una muestra.
ColorSEM
Mediante la utilización de EDS en tiempo real (espectroscopia de rayos X por dispersión de energía) con cuantificación en tiempo real, la tecnología ColorSEM transforma las imágenes SEM en una técnica de color. Cualquier usuario puede adquirir datos elementales de forma continua para obtener información más completa que nunca.
Corte transversal
El corte transversal proporciona una visión adicional, ya que descubre información de la subsuperficie. Los instrumentos DualBeam tienen columnas FIB para poder realizar el corte transversal con alta calidad. Con la automatización, se puede realizar el procesamiento de muestras de alto rendimiento sin supervisión.
Análisis de partículas
El análisis de partículas juega un papel vital en la investigación de nanomateriales y el control de calidad. La resolución a escala nanométrica y la adquisición de imágenes superiores de microscopía electrónica se pueden combinar con software especializado para la rápida caracterización de polvos y partículas.
Adquisición de imágenes de contraste de fase diferencial
La investigación electrónica moderna se basa en el análisis a nanoescala de las propiedades eléctricas y magnéticas. El contraste de fase diferencial STEM (DPC-STEM) puede obtener imágenes de la fuerza y la distribución de los campos magnéticos en una muestra y mostrar la estructura de dominio magnético.
Preparación de muestras (S)TEM
Los microscopios DualBeam permiten la preparación de muestras ultrafinas de alta calidad para el análisis (S)TEM. Gracias a la automatización avanzada, los usuarios con cualquier nivel de experiencia pueden obtener resultados de nivel experto para una amplia gama de materiales.
Adquisición de imágenes de muestras calientes
El estudio de los materiales en condiciones reales suele implicar el trabajo a altas temperaturas. El comportamiento de los materiales cuando se recristalizan, derriten, deforman o reaccionan ante el calor se puede estudiar in situ con la microscopía electrónica de barrido o con las herramientas DualBeam.
Caracterización de materiales en 3D
El desarrollo de materiales suele requerir caracterización en 3D en varias escalas. Los instrumentos DualBeam permiten el corte en secciones en serie de grandes volúmenes y la posterior adquisición de imágenes SEM a escala de nanómetro, las cuales se pueden procesar en reconstrucciones 3D de la muestra de alta calidad.
SEM ambiental (ESEM)
El SEM ambiental permite que se adquieran imágenes de los materiales en su estado nativo. Esto es ideal para investigadores académicos e industriales que necesitan probar y analizar muestras húmedas, sucias, reactivas, con liberación de gases o que no son compatibles con el vacío.
Análisis elemental EDS
EDS proporciona información de composición vital sobre las observaciones de microscopio electrónico. En concreto, nuestros exclusivos sistemas de detectores Super-X y Dual-X añaden opciones para mejorar el rendimiento y/o la sensibilidad, permitiendo optimizar la adquisición de datos para cumplir con sus prioridades de investigación.
SIMS
El detector TOF-SIMS (espectrometría de masas de iones secundaria de tecnología de tiempo de vuelo) para microscopía electrónica de tecnología barrido de haz de iones (FIB-SEM) permite la caracterización analítica de alta resolución de todos los elementos de la tabla periódica, incluso a bajas concentraciones.
Análisis de escala múltiple
Los novedosos materiales se deben analizar a una resolución cada vez mayor, manteniendo el contexto más amplio de la muestra. El análisis de escala múltiple permite la correlación de varias herramientas y modalidades de obtención de imágenes, tales como microTC de rayos X, DualBeam, PFIB láser, SEM y TEM.
Tomografía EDS en 3D
La investigación de materiales modernos depende cada vez más del análisis a nanoescala en tres dimensiones. La caracterización en 3D, incluidos los datos de composición para el contexto químico y estructural completo, es posible con EM en 3D y espectroscopia de rayos X dispersiva.
Espectroscopía de fotoelectrones de rayos X
La espectroscopía de fotoelectrones de rayos X (XPS) permite el análisis de superficie, proporcionando la composición elemental, así como el estado químico y electrónico de los 10 nm principales de un material. Con la realización de perfiles de profundidad, el análisis XPS se extiende a la visión de composición de las capas.
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