Mikrosonda elektronowa pomoże warszawskim naukowcom

Jak poinformował PAP rzecznik instytutu Mirosław Rutkowski, nowa mikrosonda, badając kilkumilimetrowe drobiny np. gleby lub skał, jest w stanie wykryć dowolny pierwiastek, nawet jeśli występuje on w stężeniu kilku cząsteczek na milion. W ten sposób wykrywa się np. zanieczyszczenia w glebie lub bada wiek skał.

"Niezwykle ciekawym zastosowaniem mikrosondy elektronowej jest badanie składu chemicznego i pochodzenia kamieni szlachetnych, np. rubinów, szmaragdów. Analiza chemiczna w mikroobszarze pozwala zidentyfikować nawet bardzo subtelne domieszki pierwiastków śladowych, umożliwiając określenie ich genezy i źródła, co może mieć zastosowanie w badaniach kryminalistycznych. Mikrosondę docenią archeolodzy i historycy sztuki, bo dzięki niej możliwe jest określenie składu chemicznego i pochodzenia polew ceramicznych, wyrobów ze szkła, pigmentów malarskich i emalii" - dodał Rutkowski.

Jak powiedziała PAP dr Magdalena Pańczyk, kierowniczka nowopowstałego laboratorium, które będzie prowadziło badania z użyciem mikrosondy, nowe urządzenie pozwoli zwiększyć dokładność analiz chemicznych w mikroobszarze kilka razy w porównaniu z dotychczas używaną w instytucie aparaturą. Skróci też czas wykonywania pojedynczego badania.

Jak mówiła, mikrosonda wykorzystuje działo (katodę) emitujące elektrony, które następnie są skupiane przez zestaw soczewek do wiązki o średnicy od dwóch do pięciu mikrometrów. Ta wiązka, padając na badany obiekt, wywołuje wzbudzenie powierzchni próbki, co sprawia, że emituje ona promieniowanie rentgenowskie i wtórne elektrony, które następnie są zbierane przez detektory.

"Możemy otrzymywać obrazy elektronów odbitych i wtórnych badanej próbki, a także promieniowanie rentgenowskie analizowane za pomocą różnych typów spektrometrów (WDS i EDS). Analiza widma pozwala nam stwierdzić, jakie pierwiastki znajdują się w próbce. Promieniowanie rentgenowskie pozwala nam też na obrazowanie wizualne. W ten sposób powstają mapy rozkładu konkretnych pierwiastków w badanej próbce" - tłumaczyła.

Zanim możliwości mikrosondy będą mogły być w pełni wykorzystane, konieczne jest wprowadzenie do niej danych porównawczych, czyli wzorców składu chemicznego konkretnych związków chemicznych. Do tego celu korzysta się z próbek, których skład jest znany dzięki wcześniejszym badaniom, wykonanym w innych certyfikowanych laboratoriach.

Kiedy mikrosonda będzie miała odpowiednio bogatą "bibliotekę wzorców", zostanie wykorzystana do badań naukowych oraz ekspertyz, zlecanych przez różne instytucje.

"Tych przedsięwzięć jest cała masa, począwszy od petrografii i mineralogii, gdy badany jest precyzyjny skład chemiczny minerałów. Inny przykład to badania dzieł sztuki, na które już uzyskaliśmy grant Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego. Będziemy analizować próbki warstw malarskich pobrane z ikon, znajdujących się w Muzeum Zamek w Łańcucie, na potrzeby konserwatorów. Często wykonujemy też badania gleby pod kątem zawartości azbestu, np. dla gmin, które chcą w danym miejscu zbudować powiedzmy przedszkole czy osiedle mieszkaniowe. Można powiedzieć, że w tym się wyspecjalizowaliśmy. Nowa mikrosonda zwiększy precyzję oznaczeń, jak również skróci czas wykonywania tych analiz. Będziemy wdrażać metodę datowania skał w oparciu o analizę zawartości uranu i toru w minerałach. Tego typu badania nie były do tej pory możliwe w Państwowym Instytucie Geologicznym" - powiedziała dr Pańczyk.

Laboratorium Analizy w Mikroobszarze, w którym będą wykonywane badania z użyciem mikrosondy, zostanie uroczyście otwarte 24 maja w warszawskiej siedzibie Państwowego Instytutu Geologicznego w Warszawie.