Ko spēj šī iekārta? Skenējošais elektronu mikroskops ļauj ieraudzīt materiālu mikrostruktūru

21 Aug 2026

Latvijas Valsts koksnes ķīmijas institūta (LVKĶI) pētniecības infrastruktūru papildinājis jauns skenējošais elektronu mikroskops (SEM), kurš var darboties gan augsta, gan zema vakuuma režīmos, paplašinot tā pielietojumu materiālu struktūras pētniecībā. Jaunais mikroskops ir aprīkots ar detektoriem, kas ļauj iegūt gan augstas izšķirtspējas materiālu virsmas struktūras attēlus, gan informāciju par ķīmisko elementu kvalitatīvo un kvantitatīvo saturu pētāmajā materiālā. Jaunās iekārtas uzbūve ļauj to papildināt arī ar vēl citiem detektoriem.

Jaunais skenējošais elektronu mikroskops

Skenējošā elektronu mikroskopija ir nozīmīga materiālu pētniecības metode. No malas daudzi materiāli var šķist viendabīgi, un tikai mikroskopiskā līmenī atklājas to sarežģītā struktūra. Koksne ir viens no šādiem materiāliem, kuras pētniecībā SEM ir nenovērtējams atbalsts, kas, ļaujot iegūt koksnes šūnu struktūras topogrāfisku attēlu, palīdz analizēt un izprast dažādus procesus koksnē. Mikrostruktūras izpēte ir būtiska arī daudzu jaunu materiālu izstrādē un pilnveidošanā, jo materiāla mikrostruktūra ir cieši saistīta ar tā fizikālajām un mehāniskajām īpašībām. SEM ļauj ne tikai pētīt materiālu uzbūvi, bet arī salīdzināt to struktūru pirms un pēc dažādām apstrādes metodēm un atrašanās vides apstākļu ietekmē, analizēt virsmas morfoloģiju, porainību, šķiedru un citu struktūras elementu izvietojumu.

Paraugu ievietošana

Kā šo iekārtu varētu izmantot reālā pētījumā?

Viens piemērs ir LVKĶI īstenotais projekts SuReUP, kurā tiek pētīta nokalpojušu pārvades līniju stabu koksnes atkārtota izmantošana. Šajos stabos izmantotā koksne ilgstoši ir bijusi pakļauta gan āra vides, gan koksnes aizsardzības līdzekļu iedarbībai. Projekta mērķis ir noskaidrot, kā šī ietekme ir mainījusi koksnes īpašības un kā nokalpojušo stabu koksni varētu izmantot jaunu, bioloģiski izturīgu masīvkoka izstrādājumu izgatavošanai. Šādā pētījumā SEM palīdz saprast gan, kas noticis ar koksnes struktūru, gan, analizējot vara daudzumu un novietojumu koksnes šūnu sieniņās, kā lietotais varu saturošais aizsardzības līdzeklis laika gaitā migrē koksnē. Tā ir svarīga daļa no kompleksas koksnes izpētes, kas kopā ar citām analīzes metodēm palīdz saprast, vai un kā nokalpojušo koksni iespējams izmantot atkārtoti.

LVKĶI koksnes noārdīšanās un aizsardzības laboratorijas vadošā pētniece Dace Cīrule, analizējot koksnes paraugu

Līdzīga nozīme materiālu mikrostruktūras izpētei ir arī LIGsp projektā, kurā no lignīna un citiem biorafinēšanas produktiem tiek iegūtas oglekļa mikrosfēras un pētītas to izmantošanas iespējas elektroķīmiskos pielietojumos. Projekta ietvaros SEM izmantots, lai noteiktu iegūto oglekļa daļiņu morfoloģiju un izmēru.

Šie piemēri parāda, cik dažādiem pētījumiem var būt nepieciešams detalizēts skats uz materiālu – no nokalpojušas koksnes līdz jauniem biomasas izcelsmes materiāliem.