Scanning elektronenmicroscopie nu voor elk lab bereikbaar

Semplor is het nanotechbedrijf achter deze SEM-innovatie. Het bedrijf opereert vanuit de Eindhovense Brainportregio, vertelt medeoprichter en commercieel directeur Richard Geschiere: “Wij bouwen machines die bruikbaar zijn voor 95% van de labs die scanning elektronenmicroscopie doen.”

Laagdrempelig in gebruik

Deze tabletop SEM is behalve breed inzetbaar supergebruikersvriendelijk, vult Eric Toering, senior engineer, Geschiere aan. Hij is vanaf het begin betrokken bij Semplor: “De meeste laboratoria meten boven het Angström-niveau, ofwel pak hem beet tussen de 200 nm en 2 µm. Voor deze grote groep gebruikers maken we het verschil.”

Hij vervolgt: “De tabletop SEM, NANOS, is laagdrempelig in gebruik en voordelig in aanschaf en onderhoud. Tegelijkertijd biedt het snel en eenvoudig zichtbare resultaten door middel van hoogresolutiebeelden en door gebruik van Energy Dispersion Spectroscopy, waarmee de elementaire samenstelling van monsters vastgesteld kan worden.”

Minimale kosten, maximale uptime

Een ander opvallend voordeel van de NANOS tabletop SEM is de low cost of ownership. Geschiere legt uit hoe dat komt: “Het designprincipe achter de NANOS is gebaseerd op simplicity, wat heeft geleid tot een modulair ontwerp. Dat modulaire ontwerp zorgt ervoor dat de machine weinig tot geen onderhoud nodig heeft. Het enige wat een gebruiker zelf hoeft te doen, is af en toe de bron verwisselen – en dat is binnen een paar minuten gedaan. Waar bij andere SEMs de bron alleen door een service-engineer vervangen kan worden, soms zelfs iemand die speciaal ingevlogen moet worden, hebben we dat proces zo eenvoudig mogelijk gemaakt. Dat scheelt enorm in kosten en downtime, en draagt direct bij aan de lage total cost of ownership van de NANOS.”

Het feit dat deze machine zo robuust is en goed te onderhouden valt, maakt hem perfect voor onderwijstoepassingen. De eerste instellingen hebben dan ook al een NANOS staan om de nieuwe generatie technici hands-on SEM-training te kunnen bieden. Toering: “Eigenlijk bouwen we een uiterst complexe machine die verrassend simpele antwoorden geeft. Daar moeten onderzoekers soms wel eens aan wennen.”

SpaceX, chipproducenten, farma

SEM-technologie wordt in de meest veelzijdige werkterreinen toegepast. Zo heeft SpaceX een machine in gebruik. Het roept de vraag op of de NANOS als eerste SEM-machine de ruimte in gaat. Geschiere: “Raketmotoren, maar ook allerlei andere hoogwaardige producten gemaakt van metaallegeringen, dienen de juiste samenstelling van metalen te hebben. Je kunt dat alleen goed controleren met SEM-machines.”

En de technologie wordt ook gebruikt in chiptechnologie en farma. “Chips dienen de juiste laagjes te hebben en met SEM kun je dat prima controleren. Als we het over farma hebben, dan wordt bijvoorbeeld de homogeniteit van poeders gecheckt met SEM.”

Tandartsboor

De veelzijdigheid van SEM kwam mooi naar voren in dit voorbeeld van Toering: “Ik kwam terug van een tandartsbezoek en kreeg een bepaald boortje mee; de tandarts vroeg zich af of het bot aan het worden was. Zo’n boorkop zit nog behoorlijk complex in elkaar met titanium en daarop diamanten. De boor raakt door gebruik ook vervuild met tandmateriaal. We konden met een snelle analyse zo zien dat de diamanten op de punt waren versleten. Het is maar een van de voorbeelden van hoe je onze SEM praktisch inzet. Er zijn zoveel plaatsen waar een snelle check van materiaal heel belangrijk kan zijn voor het uitoefenen van het werk.”

Asbest, artificiële intelligentie en normen

Asbest vormt een belangrijk veld voor NANOS-machines. Toering: “We zijn in Nederland naar diverse labs geweest die zich met asbestanalyse bezighouden. De wetgeving binnen de EU is aangescherpt wat betreft de detectienormen. Labs moeten tegenwoordig vezels van 200 nm kunnen herkennen, wat met gewone fase-contrastmicroscopie niet mogelijk is. Dat kan natuurlijk wel heel goed met een scanning elektronenmicroscoop, die daar eigenlijk overgekwalificeerd voor is – de resolutie van SEM is immers nog veel hoger. We verdiepten ons in het proces en kwamen tot de conclusie dat met behulp van machine learning dit proces op de NANOS makkelijk geautomatiseerd zou kunnen worden. Maar die methodologie loopt voor de wetgeving uit, want softwareontwikkeling gaat zo razendsnel. Wij anticiperen alvast op die wetgeving, want machine learning kan perfect herkennen welke vezels aanwezig zijn, ook al liggen ze in allerlei oriëntaties in de monsters.”

Kleur op de labvloer

Bijvangst van de NANOS: het is een eyecatcher. Geschiere: “Gebruikers geven niet alleen aan dat de machines geweldig analyseren, maar ook een stukje kleur en levendigheid brengen op de labvloer. Dat ze gewoon mooi zijn. Zo brengt technologie naast gemak ook een stukje vrolijkheid in de vaak wat steriele en eenkleurige labwereld.”

Meer over Semplor

Semplor is in 2021 opgericht op Strijp S, het voormalige Philipsterrein, in Eindhoven door Richard Geschiere, Karel van der Mast, Emile Asselbergs en Hans Vriend. Deze ondernemers hadden al eerder een schat aan ervaring op het gebied van scanning electronen microscopie (SEM) opgedaan bij een aantal grote spelers. Zij kenden elkaar al van hun werk via een fabrikant van SEM’s in Eindhoven, die nu in handen is van een groot Amerikaans bedrijf. Met hun opgedane kennis van wat werkt en wat niet werkt, startten de vier ondernemers met hulp van een aantal engineers op het gebied van hardware en software het bedrijf Semplor, dat binnen vijf jaar is gegroeid van startup tot serieuze speler met bijna 30 medewerkers in Nuenen. De machines worden gedistribueerd via Sysmex, gevestigd in Etten-Leur. Het distributiemodel is een bewuste keuze van Semplor, want de machine past prima in het portfolio van Sysmex.