Center for Multiscale Electron Microscopy (CMEM)

Het CMEM biedt unieke faciliteiten voor de studie van zachte materialen en ontwikkelt met de opgedane kennis synthetische materialen.

Van biologische materie tot innovatief materiaal

Waarom is menselijk bot zowel hard, als taai? Hoe groeien schelpen en hoe maken bacteriën kristallen met magnetische eigenschappen? Het CMEM bestudeert de processen die dergelijke natuurlijke materialen hun specifieke structuur, vorm en chemische eigenschappen geven. Met de opgedane kennis ontwikkelen ze synthetische, veelal zachte materialen die zijn te gebruiken voor allerlei toepassingen: van botprotheses tot kankerbestrijding, zonnecellen of computerchips.

CryoTEM analyse van biologische én synthetische materialen

Elektronenmicroscopie geeft de mogelijkheid om materialen tot op de miljoenste millimeter nauwkeurig te bestuderen. Natuurlijke materialen worden echter gevormd in een vloeibare, waterige omgeving, terwijl je met conventionele elektronenmicroscopie geen vloeistoffen kunt bestuderen. CryoTEM analyse maakt dit met een slimme ingreep toch mogelijk: de monsters worden binnen een milliseconde afgekoeld tot 183 graden onder nul, waarna ze in bevroren toestand alsnog zijn te onderzoeken. 

Opzienbarende resultaten

Met behulp van deze apparatuur wierp de onderzoeksgroep Laboratory of Materials & Interface Chemistry onder meer nieuw licht op het raadselachtige vormingsproces van bot, hetgeen leidde tot een publicatie in het prestigieuze vakblad Nature Materials.

De groep baarde verder opzien door het gebruik van een ‘high resolution, low dose imaging’ methode: dankzij een zeer lage dosis elektronen blijft het monster onbeschadigd, terwijl de resultaten op de nanometer nauwkeurig blijven. De groep is bovendien in staat nanostructuren te visualiseren in 3D door gebruik te maken van cryo-elektronen tomografie. Talrijke tweedimensionale beelden worden daarbij gecombineerd tot een driedimensionale opname. 

Unieke CryoTITAN elektronenmicroscoop

Normaal gesproken wordt CryoTEM analyse ingezet voor de studie van biologische materialen. Uniek is dat het CMEM de analyse ook kan gebruiken om zachte synthetische materialen uitvoerig te onderzoeken. Dit is mogelijk dankzij de CryoTITAN, een wereldwijd unieke elektronenmicroscoop die is aangepast voor de specifieke onderzoekseisen van het CMEM. De CryoTITAN is geoptimaliseerd voor het maken van opnames met zowel hoge resolutie als hoog contrast. Dit leidt tot uitzonderlijk nauwkeurige meetresultaten. 

Partners en externe partijen

Het CMEM biedt wereldwijd de beste onderzoeksfaciliteiten voor studies naar de morfologie, structuur en chemie van zachte materialen. Academische partners van allerlei Nederlandse en buitenlandse universiteiten maken hiervan gebruik, maar ook industriële partijen als AkzoNobel, DSM, het Holst Center, Ionica, Latexfalt, Philips, Plextronics, SABIC en TNO. Ook externe partijen kunnen gebruikmaken van de faciliteiten. Zij kunnen hiervoor contact opnemen met Nico Sommerdijk.