Nu har vi chansen att bli ett världsledande centrum för mikroskopi, säger Gunnar Svensson, prefekt vid Institutionen för material- och miljökemi.

Med ett traditionellt ljusmikroskop begränsas upplösningen av ljusets våglängd; något som är mindre än cirka en tredjedels mikrometer, eller en tretusendels millimeter, går inte att få syn på oavsett hur bra linser man använder. Det räcker bra för att studera till exempel enskilda celler i den mänskliga kroppen, men det är långt ner till en atom eller en molekyl. Lösningen är att använda en elektronstråle med betydligt kortare våglängd än vanligt ljus för att belysa materialet.  

Mikroskopet ger möjlighet att genomföra helt nya studier. Foto: Niklas Björling.
Mikroskopet ger möjlighet att genomföra helt nya studier. Foto: Niklas Björling.

Stockholms universitet har länge haft olika elektronmikroskop, men som med mycket annan teknik utvecklas de snabbt. När det nya 45 miljoner kronors-instrumentet får ersätta sin föregångare kommer kapaciteten inom mikroskopi inte bara förbättras, utan omfatta helt nya fält.

– Det nya mikroskopet har visserligen en upplösning på 0,6 Ångström, betydligt mer än vi tidigare haft tillgång till, men det handlar också om att vi nu kommer att kunna genomföra helt nya studier. Vi kan studera till exempel grafen, ett material som består av ett enda lager kolatomer, eller skruva ner spänningen i elektronstrålen och titta på betydligt känsligare material som annars lätt skulle förstöras, som nanocellulosa, säger Gunnar Svensson.

Helt nya möjligheter

Xiaodong Zou
Xiaodong Zou. Foto: Yi Luo/Stockholms universitet.

En av de nya möjligheterna är elektronkristallografi, där man genom att vrida en nanokristall och samtidigt filma det ur många vinklar så småningom kan bygga en tredimensionell bild där man kan se hur de enskilda atomerna sitter. Det här är en process som till stora delar utvecklats av teamet kring professor Xiaodong Zou på MMK, som bland annat tagit fram flera mjukvaror som idag används på över 200 laboratorier över hela världen.

– Första gången vi lyckades producera en 3D-bild av en kristallstruktur på atomär nivå tog det sju år. Nu är vi nere på några timmar, med det nya mikroskopet handlar det om minuter. Det ger helt nya möjligheter till strukturstudier av olika material. Tillsammans med kapaciteten hos MAX IV och ESS är Sverige nu på väg att bli internationellt ledande inom strukturkaraktärisering på atomnivå, och det är nyckeln till design av framtidens material och läkemedel, säger Xiaodong Zou.

Cheuk-Wai Tai framför elektronmikroskopet. Foto: Paul Parker
Cheuk-Wai Tai framför elektronmikroskopet. Foto: Paul Parker/Stockholms universitet.

För att härbärgera det nya transmissionselektronmikroskopet har biblioteket i Arrheniuslaboratoriet utrymts och byggts om. En separat betongplatta har gjutits och vilar på stålstavar som borrats ner i berggrunden djupt under huset. Mikroskopet, som placerats i ett separat rum med klimatkontroll och skyddat från elektromagnetiska fält ovanpå betongen, är därmed avskilt från det omgivande huset och dess vibrationer, bakgrundsstrålning och varierande temperaturer. När anläggningen invigts den 20 maj ska även forskare från andra institutioner och företag kunna utnyttja dess möjligheter.

– Det här mikroskopet är en nationell resurs, och ska användas av så många som möjligt, säger Gunnar Svensson.

Läs mer om Xiaodong Zous forskning. 

Se en film med Cheuk-Wai Tai där han berättar sin forskning och hur det är att arbeta som forskare vid Stockholm universitet. 

Se rektor Astris Söderbergh Widdings bloggfilm om invigningen.