O microscópio de varredura a laser cofocal (CLSM) da ZEISS LSM 900 MAT é um sistema de imagem multifuncional desenvolvido para a pesquisa de materiais – o microscópio óptico Axio Imager.Z2m atualizado em posição positiva ou o microscópio óptico Axio Observer 7 invertido, que combina a capacidade de microscópio óptico e imagem cofocal para realizar observações tradicionais de campo claro, campo escuro, polarização e fluorescência, além de análise de superfícies tridimensional e medições sem danos por meio de detecção sem contato. É uma solução de análise multidimensional e multiescala para a pesquisa de análise de ciência de materiais, e até mesmo para a fluorescência cofocal e a caracterização fluorescente de alta resolução de amostras de materiais biológicos com Airyscan.

Microscópio a laser confocal com material ZEISS LSM900 MAT

Vantagens principais: avanços tecnológicos e melhoria do desempenho do sistema

Imagem de alta resolução: do princípio óptico à garantia do hardware

O sistema é baseado em um projeto de circuito óptico confocal: o laser é controlado por um scannerXeO Yamostra de varredura direcional, apenas informações dentro do plano focal (amarelo) podem ser detectadas através do buraco da agulha, informações extrafocais (vermelho)/linha azul) é filtrado; Obtenha uma série de cortes ópticos e empilhe-os movendo a distância entre os objetos e a amostra para gerar mapas de altura em combinação com a análise de intensidade de pixel para obter imagens 3D.

Princípio de confocalização: imagem tridimensional de toda a amostra

No hardware, sua principal vantagem éConfiguração óptica precisaUm é equipado com uma lente C Epiplan-APOCHROMAT com correção de campo de visão com diferença de cor complexa, otimizada para comprimento de onda de laser de 405 nm, com diferença de campo de visão total extremamente pequena, falsificação de imagem e ruído significativamente reduzidos - em comparação com a lente comum, as bordas não são distorcidas, o plano é mais limpo e os detalhes são apresentados com mais precisão; O segundo é fornecer dois tipos de configurações de laser para ampliar o escopo de aplicação do microscópio confocal: o sistema de canal único (laser UV 405nm, produtos laser de classe 2) para obter uma resolução horizontal de 120nm, e o módulo de comprimento de onda múltiplo URGB (405/488/561/640nm) suporta a imagem de distribuição de tinturas fluorescentes, adaptando-se à observação celular de biomateriais e outros cenários.

Identificação de pigmentos coloridos com diferentes comprimentos de onda de excitação

Resolução horizontal final (XY) de até 120 nm, passo mínimo em altura (Z) de 10 nm, resolução de varredura de até 6144 x 6144 pixels para capturar detalhes em nanoescala, como fronteiras de grãos metálicos, estruturas entre camadas de polímeros.

(2) Imagem flexível: microscópio óptico e microscópio confocal 2 em 1

O sistema passa“Projeto de otimização de processos”Reduzir o limiar operacional e aumentar a eficiência:

Sem necessidade de mudar de dispositivoA mesma plataforma conclui o posicionamento de campo amplo e a análise confocal para realizar a observação da luz refletida e transmitida, ao mesmo tempo que também pode realizar a observação da caracterização morfológica; O posicionamento da amostra é alcançado usando o método de observação de campo amplo para facilitar a análise in situ do microscópio confocal;

•Poupe tempo na configuração do instrumentoPor exemplo, a caracterização da luz refletida de amostras metálicas e a observação da luz transmitida de folhas de rocha podem ser ligadas sem problemas;

• Fluxo de trabalho inteligenteOperações guiadas para simplificar as etapas de imagem e automatizar a coleta de dados com suporte a digitalização em lote de vários locais; A área de interesse (ROI) pode ser definida no gráfico de visualização, capturando apenas as áreas necessárias para evitar redundância de dados;

• Controle de dados de todo o processo: do ajuste dos parâmetros de imagem ao pós-processamento independentemente controlado, combinado comZENSérie de software— ZEN IntellesisRealizar segmentação de imagem e reconhecimento de fase baseado em aprendizado de máquina,ZEN ConectarImagens experimentais multimodais superpostadas para gerenciamento,Armazenamento de dados ZENO arquivo de dados inteligente é fornecido para atender às necessidades de pesquisa de vários cenários.

(3) Expansão multifuncional: cobrir as necessidades de todo o cenário de pesquisa de materiais

Além da imagem básica, o sistema“Atualização do módulo+Software dedicado”Ampliar as fronteiras de aplicação:

• Capacidade de análise quantitativa: padrãoConfoMapSoftware que pode executar rugosidade (Ra / RzAnálise geométrica e funcional para gerar relatórios detalhados de volume, profundidade, perímetro e outros parâmetros; Após a instalação de módulos opcionais, também é possível realizar análise de Fourier 3D, estatísticas de evolução da superfície, grãos/contagem de partículas;

Inspeção de superfícies tridimensional com o ConfoMap

• Detecção in situ e sem danos: Medir o revestimento sem danificar a amostra/Espessura da película fina, com acessórios de terceiros como mesa de aquecimento frio e mesa de estiramento, para rastrear a resposta dinâmica do material sob mudanças ambientais;

• Conexão óptica:Em combinação com o eletroscópio ZEISS, a análise de associações em múltiplas escalas permite a integração de dados de microestrutura e macro-desempenho.

Aplicações típicas: da detecção industrial à pesquisa científica

Análise de qualidade e falhas industriais

•Análise de falhas de telefoneGerar imagens de textura, sobreposição, altura colorida (largura da imagem)1,1 milímetroProblemas como arranhões na carcaça e deformações estruturais internas;

•Metais e ligas: Observe a planeira da superfície de polimento a laser de ligas de fabricação aditiva e analise as diferenças entre os grãos de austenita e ferrita perto da costura de aço inoxidável bipolar (largura da imagem)445 milímetrosauxiliar à otimização do processo de soldagem;

• Teste de desgasteMedição de volume tridimensional dos orifícios de desgaste de metal, exportação de área de superfície, profundidade e outros parâmetros para quantificar o grau de desgaste.

•Teste de metal para desgaste de materiais.Medição do volume dos orifícios. Visualização 3D do mapa de altura colorido. Parâmetros como volume, superfície, profundidade, perímetro e complexidade podem ser exportados do relatório.

2) Estudo de estrutura e desempenho dos materiais

•Polímeros e compostos: apresentar claramente a interface entre camadas de polímeros compostos de camadas múltiplas, sem interferência de sinal entre camadas, auxiliar o projeto de sistemas de camadas múltiplas;

• Cerâmica e materiais geológicosA superfície da cerâmica mostra microflutuações em gráficos de altura coloridos; Estudo de porosidade de arenita, após a coloração fluorescente4×4Imagem de junção (medição sem contato), caracterização tridimensional da distribuição dos poros;

•Detecção de materiais funcionaisGera uma visão 3D colorida dos componentes ópticos de difração (componentes de características de segurança) no documento para identificar com precisão a microestrutura e as características antifalsificação.

Superfície de cerâmica

3) Desenvolvimento de novos materiais energéticos

No estudo das células solares de perovskite, a equipeO LSM 900 MATA função de imagem fluorescente de alta sensibilidade permite o monitoramento em tempo real do processo de crescimento da película de perovskite. Através da tecnologia de marcação de fluorescência multicolorida, ao mesmo tempo que observa a acumulação de espaço vazio de iodo e a migração de catiões orgânicos na fronteira cristalina, a utilizaçãoIAA análise auxiliar estabeleceu uma relação quantitativa entre a densidade de defeito e a eficiência da conversão fotoelétrica. Eficiência da bateria otimizada após a preparação do processo8%A capacidade de imagem espectral rápida do sistema 10 Distribuição de defeitos de toda a bateria em minutosMapeamento- É.

4) Controle de Qualidade Industrial

Um fabricante de automóveis introduzO LSM 900 MATTeste de qualidade de junções de solda a laser de liga de alumínio. Combinação de modelos de imagem de luz refletida do sistemaIAAlgoritmos de reconhecimento de defeitos para detectar com sucesso defeitos de microfissuras e poros difíceis de detectar com métodos tradicionais, até tamanhos mínimos reconhecíveis1μm. Aprovação3DA tecnologia de reconstrução mede com precisão o volume, a densidade de distribuição e a orientação espacial dos defeitos, fornecendo uma base quantitativa para otimizar os parâmetros do processo de soldagem e melhorando a taxa de aprovação da soldagem após a aplicação15%Na indústria de hidrogênio, o sistema verifica a estrutura da superfície e a rugosidade da placa polar do tanque eletrólito, observando a integridade da estrutura da fibra de membrana para garantir o desempenho dos componentes críticos.

Análise de materiais geológicos

O LSM 900 MATO modo de varredura de luz refletida pode reconstruir a estrutura tridimensional da rocha, localizar a posição e profundidade dos poros, combinando marcas fluorescentes para localizar o óleo restante, ajudando a avaliar a dificuldade da extração e desenvolver um plano razoável. Seu espaço para amostras grandes o suficiente para suportar a análise morfológica e dimensional de uma variedade de amostras geológicas, e a capacidade de coleta multicanal de componentes leves e pesados fornece dados microscópicos críticos para a exploração energética.

Perspectivas para o futuro: capacitar a inovação multisectorial

À medida que a ciência dos materiais se desenvolve em uma direção multifuncional e complexa,O LSM 900 MATExpanda continuamente as fronteiras das aplicações com atualizações contínuas de software e expansões de módulos. No campo da pesquisa e desenvolvimento de materiais sustentáveis, as suas condições de imagem suaves permitem a observação in situ do processo de degradação de materiais compostos de base biológica; No campo das novas energias, o suporte à microcaracterização é fornecido para o controle de qualidade dos componentes-chave dos eletrólitos de hidrogênio. Da pesquisa básica de laboratório ao controle de qualidade da linha de produção,O desempenho e a flexibilidade do LSM 900 MAT tornam-se ferramentas características no campo da ciência dos materiais. Não só ajuda os pesquisadores a descobrir os mistérios microscópicos dos materiais, mas também acelera a transformação dos resultados da pesquisa em aplicações industriais através da padronização de processos analíticos e dados quantitativos. Com o apoio da tecnologia óptica ZEISS, LSM 900 MATVai continuar a liderarMicrocaracterização de materiais para o desenvolvimento tecnológico, fornecendo uma fonte contínua de energia para novos materiais e inovações em novos processos.

Referências

[1] Empresa ZEISS. Guia de aplicação para a pesquisa de materiais ZEISS LSM 900

[2Empresa ZEISS. ZEISS LSM 900 : Airyscan 2 Tecnologia de imagem de ultra-resolução [R]. Carl Zeiss Microscopy GmbH, 2024.

[3] Aplicações de microtecnologia co-focal na pesquisa de células solares de perovskite [EB/OL]. Rede de Ciência dos Materiais 2025.

[4] Soluções de microscópio industrial da ZEISS. Metalização, 2025.