Projektbeschreibung
Hochauflösende nicht invasive Elektronenmikroskopie
Physikalische Phänomene, die an Materialgrenzen stattfinden, sind für zahlreiche Anwendungen von großer Bedeutung, so zum Beispiel für Energietechnologien und die Membranbiologie. Das EU-finanzierte Projekt ONEM wird an einem neuen Mikroskopieverfahren namens optische Nahfeld-Elektronenmikroskopie arbeiten, das nicht invasiv ist und eine hohe räumliche und zeitliche Auflösung bereitstellt. Das neue Verfahren wird eine markierungs- und zerstörungsfreie Bildgebung bei einer räumlichen Auflösung von 3 nm und Bildwiederholungsraten bis in den kHz-Bereich hinein über längere Zeiträume hinweg möglich machen. Es könnte daher zur Erforschung einer breiten Palette elektrochemischer Phänomene (Korrosion, Massentransport) in Batterietechnologien oder Mechanismen in der Membrantechnologie (Porenbildung, Oligomerisation oder Proteindiffusion) beitragen, die mit aktuellen Bildgebungsverfahren nicht untersucht werden können.
Ziel
The project will establish a new hybrid imaging technique, Optical Near-field Electron Microscopy (ONEM), that harnesses the best of two worlds: firstly, the non-invasiveness of probing a sample with light, and secondly, the high spatial and temporal resolution offered by electron optical read-out.
Interactions and dynamics at interfaces are crucial throughout science and technology, be it in material science, in battery research, or in membrane biology. Imaging these interactions with nanometre spatial resolution and millisecond time resolution, without labelling, without damaging the specimen, and without limitations in observation time is a huge challenge.
ONEM is based on the photoelectric effect: visible light illuminates a sample within a liquid cell, and the resulting near-field interference pattern is converted into an electron flux within a nearby photocathode. The spatial variations in electron flux are imaged using aberration corrected electron optics within a low energy electron microscope. We will build the first ONEM prototype, and use it for studies on electro-plating, and on protein oligomerization in in artificial lipid membranes.
These experiments will show that ONEM enables label- and damage-free imaging at 3 nm resolution and high frame rates (up to kHz), over extended periods. They will open the door to investigations of a wide range of electrochemical phenomena (corrosion, mass transport in batteries, liquid crystal switching), and to studies of membrane biology (pore formation, oligomerization, protein diffusion,...) that are out of reach for current imaging technology.
The project will be conducted in close collaboration with user facilities and industry partners, in order to facilitate rapid commercialization of this disruptive new technology.
Wissenschaftliches Gebiet
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Andere Projekte für diesen Aufruf anzeigenUnterauftrag
H2020-FETPROACT-2020-2
Finanzierungsplan
RIA - Research and Innovation actionKoordinator
1010 Wien
Österreich