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NEWS

October 2021

Conference Review: 17th Confocal Raman Imaging Symposium

Ulm, Germany  
October 7, 2021

This year’s Confocal Raman Imaging Symposium, held online, achieved a new level of engagement with a record number of participants from around the world. Over 500 registrants signed up to view and discuss a field of 55 posters grouped under the topics: Advanced Materials Analysis; Environmental and Geo Science; and Life Sciences, Biomedical and Pharma Research. Attendees were treated to five featured talks presented by esteemed researchers, everyone was encouraged to offer ratings that were compiled to determine the winner of the 2021 Best Poster Award, and more than 80 researchers registered to take part in virtual equipment demonstration sessions.

During the one-week virtual Symposium, participants were invited to explore the conference platform and on-demand oral presentations. A good starting point was the thorough introduction to Raman spectroscopy and microscopy provided by Prof. Sebastian Schlücker (University of Duisburg-Essen, Essen, Germany). Prof. Barbara Cavalazzi (University of Bologna, Bologna, Italy) described how she uses 3D Raman imaging in her work on microbial paleontology, including the detection of the oldest fossilized methanogens ever found. Prof. Dominique Lunter (Eberhard Karls University, Tübingen, Germany) shared details of her investigations of skin penetration by pharmaceutical ingredients and the impact of penetration enhancers. WITec’s own Dr. Ute Schmidt covered recent developments in studies of transition metal dichalcogenides and Prof. Laurene Tetard (University of Central Florida, Orlando, USA) presented 3D Raman analyses of thermal barrier coatings in jet engines.

Along with the featured speakers, the 55 contributed posters provided a wealth of scientific content. In the end, one poster received the highest rating from fellow attendees and that honor belongs to Jessica Caldwell from the Adolphe Merkle Institute at the University of Fribourg, Switzerland. She won the Best Poster Award for her contribution: Detection of Various Nanoplastics via Gold Nanoparticle-Based Surface Enhanced Raman Spectroscopy (SERS) Substrates. Together with Patricia Taladriz-Blanco, Barbara Rothen-Rutishauser and Alke Petri-Fink, she explored one of the most resonant topics in contemporary science: the detection of micro- and nanoplastic particles.

Equipment demonstrations had previously been offered onsite in our laboratories on the final day of the Symposium. This year morning and afternoon sessions were hosted online every day of the conference to accommodate over 80 registrants. WITec application scientists showed the instruments in action with demos of confocal Raman imaging, Raman-AFM, topographic Raman imaging, and Raman-based particle analysis coupled to a spectral database.

The 17th Confocal Raman Imaging Symposium flourished in its transition to a virtual event. Given recent disruptions, it was reassuring to see the spectroscopic imaging community persist in convening to share, discuss and celebrate new techniques and discoveries. We look forward to seeing everyone in person again when possible.

The 18th Confocal Raman Imaging Symposium will take place from September 26th – 28th, 2022. Details including the list of invited speakers and reviews of previous symposia can be found on the Confocal Raman Imaging Symposium homepage: www.raman-symposium.com.

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Best Poster Award Winner Jessica Caldwell presents the certificate in front of her poster about detecting nanoplastics using gold nanoparticle-based SERS substrates. © Jessica Caldwell, Adolphe Merkle Institute, University of Fribourg, Switzerland.

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September 2021

ラマン顕微鏡で食品サンプル中の二酸化チタンを検出

 二酸化チタン(TiO2)は、食品業界で白色顔料(E 171)として長い間使用されてきました。近年、発がん性の可能性があるとの懸念から、精査が強化されています。 2021年5月、欧州食品安全機関(EFSA)は、「この物質はもはや安全な食品添加物とは見なされない。」と発表しました(EFSAウェブニュース)。これにより、欧州の食品メーカーは、製品のTiO2を代替品の白色顔料に置き換えることになりました。

ラマンイメージング顕微鏡は、食品添加物を分析において非常に効果的な手法であり、TiO2は強いラマンシグナルを示すため、極めて検出が容易です。この調査は、EUと米国の2つの異なる市場で生産された同じ種類のキャンディーの比較です。キャンディーの表面には、カラフルなコーティング(A)に白い「S」が印刷されており、ラマン分析により、使用されている顔料の化学的同一性が明らかになります。測定は、488 nm励起レーザーと、安定したフォーカス位置制御による表面形状追従ラマンイメージングができるTrueSurfaceテクノロジーを搭載したalpha300Rを使用して実行されました。

ラマンイメージングは​​、両方のキャンディーの周囲の砂糖のコーティングからプリントを明確に区別し、表面形状追従ラマンイメージは、それらの曲面を示しています(BおよびC)。 Sを形成する白色顔料は、ラマンスペクトルによって、米国のキャンディーがTiO2(BおよびDの赤)、EUのキャンディーが炭酸カルシウム(CaCO3)(CおよびDの青)としてそれぞれ識別されました。ラマン分光法は、TiO2の結晶形を区別することさえできます。米国のキャンディーのプリントはアナターゼ(BとD)で構成されています。

 

 

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キャンディーコーティングのラマンイメージング。 調査したキャンディーの写真(A)。 米国(B)およびEU(C)向けに製造されたキャンディーのプリントの表面形状追従ラマンイメージ。 「S」プリントはラマンスペクトル(D)に従って色分けされており、白色顔料が米国ではTiO2であるのに対し、EUではCaCO3であることを示しています。

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September 2021

WITecが正式にOxford Instrumentsの一部になりました。

Oxford Instruments plc によるWITec GmbH の買収手続きの最終ステップが完了したことをお知らせします。WITecは、英国を拠点とするテクノロジー企業の Materials Analysis Group に加わり、WITec の創設者である Dr. Joachim Koenen と Dr. Olaf Hollricher がマネージング・ディレクターを引き続き務めます。買収の詳細は、2021年6月16日のプレスリリース(英文)をご確認ください。オックスフォード・インストゥルメンツ の最高経営責任者であるDr. Ian Barkshire は、次のように述べています。「WITecの買収を完了し、新しい同僚をオックスフォード・インストゥルメンツに迎えることを嬉しく思います。WITec が市場を牽引するラマン顕微鏡ソリューションは、我々の既存の製品と技術を大幅に補完します。私たちは、研究開発への投資を行いビジネスを成長させるとともに、グローバルなセールス・サービスチャネルを通じて、新しい顧客にリーチできるようにすることで、よりグリーン・エコノミーの促進、 コネクティビティの向上、健康の増進、科学的理解の飛躍を支援することを楽しみにしています。 」 WITec の共同創設者兼マネージング・ディレクターの Dr. Joachim Koenen は、次のように述べています。 「オックスフォード・インストゥルメンツ に加わることで、より多くのリソースが提供され、WITec の革新的な精神を維持しながら、継続的な成長が可能になります。手続きが完了し、今後は、他のビジネスユニットとのコラボレーションに期待したい。」

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August 2021

WITec alpha300 apyron が2021年のMicroscopyToday誌のイノベーションアワードを受賞

完全自動化されたラマン顕微鏡は、長年の研究開発が結実した最高傑作の一つです。

Ulm, Germany
August 2, 2021

WITec GmbHは、alpha300 apyron (アパイロン)全自動ラマンイメージングシステムで2021 Microscopy Today 誌 のイノベーションアワードを受賞しました。 これは、Microscopy Today誌の編集者によって、光学顕微鏡法、電子顕微鏡法、およびマイクロアナリシスの分野におけるトップ 10 イノベーションアワードの一つとして選ばれました。賞の主催者が説明したように、「これらの革新により、マイクロスコピーとマイクロアナリシスがより強力になり、生産性が向上し、タスクの達成が容易になります。」 alpha300apyronは、経験者のレベルを問わず、マウスをクリックするだけで、3次元ラマンイメージングのすべての利点を提供します。電動コンポーネントとソフトウェア駆動型ルーチンによるアライメントの自己最適化により、サンプルの回転率を高め、測定セットアップを加速し、結果の一貫性を確保することができます。また、グローブボックスなどの環境エンクロージャー内、さらにはホームオフィスからのリモート操作も可能となりました。 WITecのマーケティングディレクターであるHarald Fischerは、次のように述べています。 「Microscopy Today誌は、非常に高く評価されている出版物であり、彼らは分析機器を使用する研究者の方々にとって何が重要かを本当に理解しています。 alpha300 apyronは、光学系、メカニクスソフトウェアに関するすべてのノウハウをまとめている最高レベルの機器なので、それが認められるのは素晴らしいことです。」 詳細については、alpha300 apyron製品ページをご覧ください。

MT IA News

イノベーションアワードを受賞したalpha300 apyron

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July 2021

17th Confocal Raman Imaging Symposium Goes Virtual

Europe’s foremost molecular characterization conference will be held online.

Ulm, Germany
July 29, 2021

WITec GmbH, the technology leader in Raman microscopy solutions, has re-envisioned the Confocal Raman Imaging Symposium as a virtual event for its 17th year. This scientific conference has become highly regarded within the international chemical imaging community for its amiable atmosphere, compelling presentations and the range of research on display in its poster sessions.

With the enthusiastic reception to last year's Virtual Raman Imaging Poster Summit, and the ongoing complications regarding travel, the decision was made to adopt the online format for this year's event. With an established platform the 17th Confocal Raman Imaging Symposium will preserve both the scientific depth and variety characteristic of previous symposia with the convenience of worldwide distributed participation.

The Confocal Raman Imaging Symposium will take place from September 27th through October 1st, 2021. Invited speakers from pertinent fields of application will deliver presentations that can be viewed on demand throughout the week of the conference. The scientific poster sessions will be grouped into three categories: Advanced Materials Analysis, Environmental and Geo Science and Life Sciences, Biomedical and Pharma Research. Online equipment demonstrations will also be offered so that researchers can experience the latest Raman microscopy innovations in action.

Registration is now open and free of charge. Participants can look forward to seeing the current state of the art in confocal Raman imaging techniques and applications while interacting online with speakers and fellow attendees through the platform’s chat function. Details including the list of invited speakers, reviews of previous symposia, and registration information can be found on the Confocal Raman Imaging Symposium homepage: https://www.raman-symposium.com/

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July 2021

WITecと attocube、クライオラマンを販売開始

テクノロジーリーダーが極低温ラマンイメージングシステムを共同開発

Ulm, Germany - Haar, Germany
July 20, 2021

ラマンイメージングのイノベーターであるWITec GmbH(ビーテック・ゲーエムベーハー:以下、ビーテック)と極低温顕微鏡のスペシャリストであるattocube systems AG(アトキューブ・システムズ・エージ―:以下、アトキューブ・システムズ)は、クライオラマンを共同開発、販売開始しました。 この極低温ラマンイメージングシステムは、アトキューブ・システムズの最先端のクライオスタットおよびナノポジショナー技術と、ビーテックのalpha300相関顕微鏡シリーズが誇る感度とモジュール性が統合されています。 初めて、高磁場における最低温度でのラマンイメージングに、比類のない空間分解能で簡単にアクセスできるようになりました。

 既存および新規課題に対応するように設計されたクライオラマンは、可視光領域から中赤外光領域までの励起波長を提供します。また、最適化された分光器、1.6K〜300Kの動作温度、高磁場、極低温ラマン用特製対物レンズ(特許取得済)および非常に正確な圧電スキャンステージを備えています。

アトキューブ・システムズの極低温機器事業部の責任者Florian Ottoは、「極低温ラマンへの関心は急速に高まり、当初の私たちのコア領域であるグラフェンとカーボンナノチューブの研究グループの枠を超えて事業が拡大しています。私たちは、ビーテックと協業して拡大するユーザー層のますます多様化する測定ニーズに対応することを決定しました。クライオラマンは、使いやすさ、柔軟性、完全な機能の観点から、低温の化学的特性を再定義する取り組みを成功裏に実現したものです。」と述べています。

新規の低次元材料の相転移と新奇物性に関する研究は、特にクライオラマンの高磁場オプションによる恩恵を受けるでしょう。最大12Tの強度を持つソレノイド磁石またはベクトル磁石は、遷移金属ジカルコゲナイド(TMD)およびファンデルワールスヘテロ構造の調査に理想的であり、フォトルミネッセンスの温度依存性および磁場依存性の決定にも役立ちます。オプションのモジュールには、正確なソフトウェア制御のレーザー出力調整、多波長励起機能、光学顕微鏡から分光イメージングへの自動切り替え、自動分光計キャリブレーション光源とルーチン、および時間相関単一光子計数(TCSPC)モードが含まれます。

また、クライオラマンは、極低温ラマン顕微鏡法に低波数ラマンピークを検出する機能と、励起および検出における完全な偏光制御機能の2つの独自の機能を導入します。ビーテックの共同創設者兼マネージングディレクターであるOlaf Hollricherは、次のように述べています。「極低温環境で材料を検討している研究者は、励起波長にできるだけ近い空間分解能を望んでおり、偏光測定にも非常に興味を持っています。これらの要件を満たすために、市場に同等のものがない機能を開発しました。実際、低温でのイメージング機能、統合のレベル、パフォーマンス、そしてラマン初心者と専門家の両方へのアクセス性を備えたクライオラマンは、極めて優秀です。」

アトキューブ・システムズとビーテックの密接な連携で、かつてない範囲の測定に対応できる機器が生まれました。クライオラマンは、それぞれの分野のパイオニアからの最新技術を取り入れ、材料科学者にとって便利で用途が広く不可欠なツールである極低温ラマン顕微鏡として確立しています。

 

詳細およびアプリケーションノートについては、クライオラマン製品ページをご覧ください。

 

ビーテックについて
ビーテックは、3Dラマンイメージングと相関顕微鏡におけるパイオニアであり、妥協のない速度、感度、解像度を提供する製品ポートフォリオで業界をリードし続けています。ラマン顕微鏡、原子間力顕微鏡 (AFM)、走査型近接場光学顕微鏡 (SNOM) 、またはラマンとAFM・SNOMの組み合わせ及びビーテックが開発したラマン顕微鏡を組みこんだSEMラマンシステム (RISE) は、拡張機能が組み込まれたモジュラーハードウェアとソフトウェアアーキテクチャを通じて、化学的および構造的特性評価における特定の課題に合わせてシステムを構成することが可能です。ドイツ・ウルム市にある本社で、研究・開発・生産機能を担い、世界各国で販売・サポートネットワークを展開しています。

 

アトキューブ・システムズについて

attocube systems AG(アトキューブ・システムズ)は、産業界および研究機関におけるナノテクノロジーソリューションのパイオニアです。同社は、高精密モーション、極低温顕微鏡、ナノスケール分析などのナノスケールアプリケーション向けのコンポーネントとシステムを開発し、製造、販売しています。すべての製品は、独国ミュンヘン近郊のハールにある本社のナノ・ファクトリーで製造され、200人の物理学者、エンジニア、ソフトウェア開発者、製品設計者からなる国際的なチームが、製品企画から納品まで緊密に連携しています。また、米国に営業所と、世界40か国以上に幅広い代理店ネットワークを持っており、4千社以上の顧客と取引実績があります。

 

cryoRaman News 2

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June 2021

Photon antibunching identifies single-photon emitters

WITec combines antibunching experiments with fast Raman and photoluminescence imaging.

Single-photon emitters have quantum mechanical properties that are exploited in quantum technology and information science, including the development of quantum computers and cryptography methods. Nitrogen vacancy (NV) centers in diamonds, single fluorescent molecules, carbon nanotubes and quantum dots are prominent examples of single-photon emitters. In order to identify them in a sample, antibunching experiments are commonly performed.

Antibunching is a quantum mechanical effect that reveals the particle-like behavior of light. It arises because a single-photon emitter can only emit one photon at a time. The minimum interval between photon emissions depends primarily on the excited-state lifetime of the emitter, because a cycle of excitation and relaxation must be completed between two photons. If the signal is split and measured with two detectors, each single photon can only be detected by one of them. Antibunching therefore results in an anticorrelation of the two detectors’ signals at very short lag times (Hanbury Brown-Twiss experiment).

Here WITec in cooperation with PicoQuant demonstrates the integration of antibunching measurements within a confocal Raman microscope. This combination makes it possible to characterize a sample with fast Raman and photoluminescence (PL) imaging and identify areas of interest for subsequent antibunching experiments with the same instrument, a WITec alpha300 Raman microscope. Antibunching measurements are performed in a Hanbury Brown-Twiss configuration, where the signal is split by a 50/50 beam splitter and detected by two APDs. Both detectors are connected to a MultiHarp 150 time-correlated single photon counting (TCSPC) unit from PicoQuant, which records the delay between two single-photon events at picosecond resolution. A histogram of the time differences shows a pronounced dip for very short times, i.e. antibunching, if the investigated structure is a single-photon emitter. Lifetime measurements are additionally possible in this configuration. A 532 nm continuous wave laser was applied for excitation here, but the setup also supports other wavelengths and pulsed laser sources.

We demonstrate this functionality using a sample of diamond micropillars, a fraction of which contain single NV centers. The sample was provided courtesy of Dr. Rainer Stöhr and Prof. Dr. Jörg Wrachtrup from the 3rd Physics Institute at the University of Stuttgart, Germany.

The pillars were first imaged with Raman and PL microscopy. The Raman image represents the intensity of the diamond peak at 1330 cm-1 and reveals the positions of intact pillars (Fig. A). In the fluorescence image, some pillars are particularly bright, indicating the presence of NV centers (Fig. B). By comparing the Raman and PL images, structures of interest can be distinguished from fluorescent contaminations on the sample: intact pillars with NV centers exhibit a strong diamond Raman signal and bright fluorescence (arrows in Fig. A and B), while contaminations lack the Raman signal.

Antibunching experiments were performed at some of the identified structures of interest in order to test for the presence of single NV centers. The resulting correlation curve for one selected pillar is displayed in Fig. C. The histogram has a pronounced dip at a detection time difference of zero. This indicates that the observed micropillar indeed contained a single NV center and was a single-photon emitter. The observed drop in the curve toward longer delay times reveals the presence of a shelving state, which is a well-known phenomenon for diamond NV centers.

The integration of antibunching experiments within a confocal Raman microscope offers many benefits. Such an instrument is capable of carrying out both spatially resolved chemical characterization and quantum mechanical investigations. As demonstrated here, the correlation of Raman and photoluminescence signals can pre-select candidate locations for NV centers to be subsequently confirmed by antibunching experiments. This provides valuable insight and an accelerated workflow to researchers exploring single photon emitters for use in emerging technologies, including quantum computers.

Antibunching NVcenter web

Identifying single-photon emitters in diamond micropillars containing NV centers. A: Raman intensity image of the diamond line (1330 cm-1). Bright spots represent intact diamond micropillars. B: Fluorescence intensity image of the same area. Bright spots originate from NV centers and fluorescent contaminations. Micropillars with NV centers show both Raman and fluorescence signal (arrows). C: Photon antibunching curve from one NV center. The pronounced dip in the histogram at zero time difference indicates the presence of a single emitter. Sample courtesy of Dr. Rainer Stöhr and Prof. Dr. Jörg Wrachtrup from the 3rd Physics Institute at the University of Stuttgart, Germany.

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June 2021

WITec GmbH joins Oxford Instruments plc

The management team of WITec GmbH is proud to announce that WITec was acquired by Oxford Instruments plc, a UK based company that has a great reputation in the scientific community, and in the future will be part of their Materials Analysis Group. WITec’s founders Dr. Joachim Koenen and Dr. Olaf Hollricher will continue as Managing Directors and the well-established WITec brand will be retained in the new organizational structure.

Founded in 1997, WITec grew from a small university spin-off into the most innovative Raman imaging company. It made exceptional progress in developing microscopy technology and installed more than a thousand Raman, AFM and SNOM systems worldwide.

“We look back on a 24-year track record of making WITec a prosperous and most innovative Raman imaging company. Now that we are joining the Oxford Instruments Group, we look forward to continuing this success together with a strong partner to grow even faster and to use existing synergies to further expand our reach into the range of markets that will benefit from our wide product portfolio,” Koenen said.

“WITec developed ground-breaking solutions in confocal Raman microscopy and correlative Raman microscopy. Oxford Instruments’ key technologies in AFM and scientific spectroscopic cameras with the brands Asylum and Andor puts WITec in an even better position for future developments,” Hollricher added.

Ian Barkshire, Chief Executive, Oxford Instruments said, “We are delighted to welcome WITec colleagues to Oxford Instruments. WITec’s leading Raman microscopy solutions are a great complement to our existing products and techniques. Raman microscopy is an important and widely used technique across academic and commercial customers for fundamental research, applied R&D and QA/QC. The technique is used in conjunction with and alongside our existing characterization solutions and broadens the capabilities that we can bring to existing customers and expands opportunities into new market areas. Providing a broader range of solutions helps us support our customers in facilitating a greener economy, increasing connectivity, improving health and achieving leaps in scientific understanding.”

Ian Wilcock, Managing Director of Oxford Instruments Nanoanalysis and Magnetic Resonance added, “We look forward to working with our new colleagues at WITec to develop new routes to market for their products. WITec’s RISE Raman for SEM product, for example, will ideally complement our own extensive suite of analyzers for electron microscopes.”

WITec will, of course, fulfill its obligations toward existing customers and business partners in the usual manner and the management team will work to make the transition as smooth as possible.

See the official press release from Oxford Instruments here.

 

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The companies’ representatives following the official announcement at WITec Headquarters in Ulm, Germany. From left to right: Joachim Koenen (Managing Director at WITec), Alexandra Lipes (HR Generalist at Oxford Instruments), Dirk Keune (Managing Director Germany and Director Sales EMEAI at Oxford Instruments) and Olaf Hollricher (Managing Director at WITec).

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June 2021

ラマン顕微鏡による重合反応の観察

重合反応は多くの工業プロセスに深く関与しており、接着剤の硬化や、塗料やワニスの乾燥などの日常的な業務においても発生している現象です。工業製品の最適化には、重合反応を観察し、化学修飾の影響や触媒等の添加剤の影響を評価する解析手法が必要です。ここで我々は、ラマンイメージング分析により空気乾燥性アルキド樹脂塗料(ワニス)の重合反応(硬化)を観察しました。ワニスは木材等の保護コーティング用途で広く用いられています。

 WITec alpha300ラマン顕微鏡を用いることで、スライドガラス上のワニスの重合反応(硬化)が、時間をかけて深さ方向にどのように進行していくかを捉えることができます。測定開始直後から24時間経過するまで1時間毎に同一箇所にて2次元ラマンスキャン(デプススキャン)を実施しました。自動測定システムにより測定者は、測定開始以降の操作が不要でした(24時間放置が可能でした)。ラマンイメージサイズは25 x 31 µm²で、1イメージの測定時間は8分(3900スペクトル)でした。

まず、WITecプロジェクトソフトウェア内蔵のTrueComponent Analysis機能を用いてラマンイメージを解析しました。取得したラマンスペクトルから、ワニス、重合体、そしてガラス基板の3成分を識別しました。Fig. Aから、硬化(重合反応)は空気とワニスの界面から始まり、時間が経つにつれて硬化が進行していることがはっきりわかります。24時間後にワニス試料は、ガラス基板との境界付近を除いてほぼ完全に硬化しました。ガラス基板との境界付近の未硬化部分も、数週間後には検出できなくなりました。

 ワニスの硬化前後(液体-固体間)では、主に1654 cm-1のC=C伸縮振動ラマンピーク強度が異なります(Fig. B)。重合反応によりC=C結合が開いてC-C結合になるため、硬化が進むとこのC=C伸縮振動ラマンピーク強度は顕著に減少します。これにより詳細な重合反応の観察が可能となります。硬化するにつれてC=C伸縮振動ラマンピーク強度が減少する一方、約3072 cm-1のC-H伸縮振動ラマンピーク強度はほぼ一定です。よって、この2つのラマンピーク強度の比が、重合反応進行度の指標になります。ピークフィッティングによって各ピクセルのラマンピーク強度比を定量化した後、深さ毎の平均ラマンピーク強度比と観察時間との関係性を描画しました(Fig. C)。Fig. Cでは、重合が時間の経過とともにワニス層の深さ方向へ進行していく過程を詳細に見て取ることができます。

 上記以外の高分子のラマンイメージング例については、アプリケーションの高分子のページや、アプリケーションノート高分子材料(英語)にて閲覧できます。

Alkydharz WebNews

24時間以上にわたるアルキド樹脂塗料(ワニス)の重合反応(硬化)観察結果。(A)反応開始後からの2次元ラマンイメージ(デプスイメージ)、(B)(A)の色に対応するラマンスペクトル:ワニス(赤)、重合体(青)、ガラス基板(緑)、(C)重合度(硬化度)イメージ(縦軸:深さ、横軸:時間)。詳細は本文を参照してください。

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May 2021

2021年度 WITec Paper Award 優秀3論文を選出

Ulm, Germany  
May 6, 2021

毎年行われるWITecペーパーアワード(WITec Paper Award)は、WITecの顕微鏡で得られた特徴的な研究データについて、特に優秀と認められる査読付き 論文3件を表彰しています。本年度は、質の高い115件の応募があり、3名の受賞者だけを選ぶことは特に困難でした。受賞は、ゼブラフィッシュの胚、隕石、ジェットエンジンの遮熱コーティングの分野において、それぞれラマンイメージングを用いて研究内容と手法が評価され、英国、トルコ、米国の研究者に授与されます。WITecは、受賞者を祝福し、ご応募くださった研究者の皆様に心より感謝申し上げます

GOLD: H. Høgset, C. C. Horgan, J. P. K. Armstrong, M. S. Bergholt, V. Torraca, Q. Chen, T. J. Keane, L. Bugeon, M. J. Dallman, S. Mostowy, M. M. Stevens (2020) In vivo biomolecular imaging of zebrafish embryos using confocal Raman spectroscopy. Nature Communications 11: 6172 www.doi.org/10.1038/s41467-020-19827-1

SILVER: M. Yesiltas, M. Kaya, T. D. Glotch, R. Brunetto, A. Maturilli, J. Helbert, M. E. Özel (2020) Biconical reflectance, micro-Raman, and nano-FTIR spectroscopy of the Didim (H3-5) meteorite: Chemical content and molecular variations. Meteoritics & Planetary Science 55: 2404-2421 www.doi.org/10.1111/maps.13585

BRONZE: C. Barrett, Z. Stein, J. Hernandez, R. Naraparaju, U. Schulz, L. Tetard, S. Raghavan (2021) Detrimental effects of sand ingression in jet engine ceramic coatings captured with Raman-based 3D rendering. Journal of the European Ceramic Society 41: 1664-1671 (available online 2020) www.doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2020.09.050

過去のペーパーアワード受賞者リストについては、Webサイトwww.witec.de/paper-awardをご覧ください。


The Paper Award GOLD: Raman imaging of zebrafish embryos

Zebrafish are well-established model organisms in the life sciences and are frequently used for studying embryonic development and various diseases. Håkon Høgset from Imperial College London (ICL), UK, receives the Gold Paper Award 2021 for demonstrating the versatility of confocal Raman imaging for the biomolecular characterization of zebrafish embryos. Together with his co-workers from ICL and the London School of Hygiene & Tropical Medicine, he established that the distribution of various biomolecules such as lipids and proteins can be visualized in an embryo on different length scales. First, 3D Raman images of entire, several-millimeter-long zebrafish embryos demonstrated Raman imaging of an entire organism. Second, high-resolution Raman imaging revealed microscale features of tissue sections from dorsal muscle, tail and gut. Raman imaging was next used to detect clusters of mycobacterial infection in a zebrafish model for tuberculosis. Based on metabolic differences, Raman spectroscopy could even distinguish between infections arising from different strains. Lastly, time-lapse Raman imaging monitored molecular changes during wound response in living embryos over several hours. The authors expect that, “the ability to perform volumetric and in vivo imaging in unlabeled embryos should provide a host of new opportunities for zebrafish research that can readily complement existing fluorescence imaging techniques.”

The Paper Award SILVER: Chemical characterization of meteorites

From the chemical composition of meteorites, planetary scientists can learn a great deal about their parent bodies’ history. “Studying meteorites and their parent bodies helps us understand how our solar system formed and evolved,” says Mehmet Yesiltas from Kirklareli University, Turkey, winner of the Silver Paper Award 2021. His publication presents a detailed chemical analysis of the Didim meteorite, which he investigated together with his colleagues from research institutions in Turkey, the USA, France and Germany. The Didim meteorite (named after Didim, Turkey, where it fell in 2007) is a chondrite with a relatively rare and varied mineralogical composition, making it especially interesting. The authors investigated its chemical composition on different scales using three spectroscopic methods. Biconical reflectance spectroscopy was used for an initial large-scale assessment and revealed mainly anhydrous silicates. Raman imaging then allowed for a more precise characterization of the rock’s minerals, including feldspars, olivine and pyroxene, and their distributions on the micrometer scale. Also, aromatic hydrocarbons of different thermal metamorphic grades were shown to exist in close proximity within the meteorite. Non-destructive 3D Raman imaging showed that the carbonaceous matter was present beneath an olivine grain inside the meteorite, suggesting its extraterrestrial origin. Furthermore, nano-FTIR spectroscopy indicated that the mineralogical composition of the rock varied even on the sub-micrometer scale.

The Paper Award BRONZE: Thermochemical degradation of ceramic coatings

Jet engines are protected against their extremely high operating temperatures by thermal barrier coatings (TBCs). Ingression of molten calcium, magnesium and alumino-silicates (CMAS) into a TBC during flight causes severe damage to it and shortens the engine’s lifetime. Chance Barrett from the University of Central Florida (UCF), USA, wins the Bronze Paper Award 2021 for presenting 3D Raman imaging as a non-destructive method for analyzing the CMAS-induced degradation of TBCs, together with his co-workers from UCF and the German Aerospace Center. CMAS ingression causes a transition of the TBC to the monoclinic phase. The volume fraction of this phase therefore represents a measure of the degree of degradation and it can be quantified with Raman imaging. 3D Raman maps of TBCs visualized the degradation as a function of depth. The damage was less pronounced in the core of the columns that form the TBC than at their edges, because the gaps between the columns were more accessible. Additionally, time-dependent measurements showed that most of the damage occurred during the first hour of CMAS infiltration. The results were validated by scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectroscopy. To the authors’ knowledge, their study is the first to present a non-destructive 3D characterization of TBC degradation at high resolution. They postulate that, “This ability to quantitatively and non-destructively characterize degradation of CMAS infiltrated TBCs will accelerate development of degradation resistant coatings.”

 

ペーパーアワード2022の応募は始まっています。どうぞ、お見逃しなく。

WITecは、すべてのアプリケーション分野の科学者をペーパーアワード2022に招待しています。応募論文は、2021年に査読付きジャーナルに掲載され、WITecの機器で(少なくとも部分的に)得られた結果を取得している場合にご応募可能です。 2022年1月31日までに、PDF形式でpapers@witec.deに論文を提出してください。WITecは、来年も多くの優れた論文をを楽しみにしています。詳細はこちらのリンクから www.witec.de/paper-award ご確認ください。

WITec PaperAward 2021 allWinners web

The winners of the WITec Paper Award 2021. From top to bottom: The Gold (© Håkon Høgset, Hybrid Technology Hub at the University of Oslo, Norway), Silver (© Mehmet Yesiltas, Kirklareli University, Turkey) and Bronze winning teams. High-resolution pictures and more detailed image descriptions can be downloaded below.

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