Pracují s nimi držitelé Nobelových cen, přední producenti čipů, nemocnice. Umějí identifikovat složení meteoritů, stojí za průlomovými objevy v medicíně, materiálových vědách nebo ochraně životního prostředí. Každý třetí takový hi-tech mikroskop vyrobí v Brně.
Výrobci elektronových mikroskopů v regionu dosáhli v loňském roce na tržbách přes 32 miliard korun, předloni to bylo 23 miliard. Přičemž drtivá většina přístrojů je exportována. Dominantním výrobcem je Thermo Fisher Scientific. Z americké firmy, která má v Brně největší vývojové centrum, loni do zahraničí putovalo 1213 mikroskopů. Nejlevnější stál asi pět milionů korun, nejdražší přes osmdesát.
Jejich hodnotu ale výrazně navyšují vědecké objevy díky nim možné. „Naše technologie najdete na univerzitách v Oxfordu, Harvardu nebo Ohio State University. Jsou nezbytné pro výrobce elektroniky i přední hráče farmaceutického průmyslu, například při vývoji vakcín,“ říká generální ředitel brněnské pobočky Thermo Fisher Scientific Petr Střelec.
Jaké je složení meteoritu?
Přístroje z Brna používají držitelé Nobelovy ceny za chemii při vývoji kryoelektronové mikroskopie nebo izraelský fyzik Dan Shechtman, oceněný za objev kvazikrystalů. Aktuálně skenovací transmisní elektronový mikroskop z Thermo Fisher Scientific pomohl britskému Národnímu výzkumnému zařízení pro pokročilou elektronovou mikroskopii, známému jako SuperSTEM, identifikovat složení meteoritu s poukazem na stavební kameny života na Zemi.
Brněnská výroba elektronových mikroskopů. Zdroj: Thermo Fisher Scientific
Elektronový mikroskop Titan v CEITEC Nano. Zdroj: CEITEC VUT
Detail elektronového mikroskopu. Zdroj: CEITEC VUT
Firma vyváží mikroskopy do zemí, jako jsou USA, Německo nebo Velká Británie, s velkými univerzitami a výzkumnými centry, ale většina směřuje do Asie, kde jsou technologické firmy zaměřené na vývoj elektroniky a výrobu mikročipů.
Přínos pro vědu i průmysl
Do vědecké oblasti i průmyslu směřují rovněž hi-tech přístroje z brněnské firmy Tescan, která jich od založení v roce 1991 vyrobila, dodala a nainstalovala okolo čtyř tisíc v osmdesáti zemích celého světa. Silné zastoupení má na obou amerických kontinentech a úspěšná je také v Asii.
„V posledních letech jsme zažili růst v oblasti materiálové vědy a vyvinuli několik nových pracovních postupů pro specifické aplikace v oblasti biologických věd. Pozorujeme rostoucí poptávku po nástrojích, které podporují výzkum, vývoj, analýzu poruch, vývoj procesů a monitorování procesů v polovodičovém průmyslu,“ říká Jean-Charles Chen, generální ředitel společnosti.
Montáž elektronového mikroskopu. Zdroj: Tescan
„Technologické společnosti si uvědomují, jak jsou pro ně elektronové mikroskopy klíčové s ohledem na vysoké investice do výroby a tlak na automatizaci. To je jasný směr a příležitost, kterou bychom rádi využili pro další růst společnosti,“ dodává.
Pomocí jednosvazkových a dvousvazkových rastrovacích mikroskopů se především kontroluje kvalita vyrobených čipů. Této technologie využívají čipoví giganti jako Intel, Samsung, Nvidia, AMD, Infineon, Bosch nebo TSMC.
V oblasti vědy zase v roce 2023 Tescan instaloval přístroj v Ernst Ruska-Centre, jedné z nejlépe vybavených laboratoří elektronovými mikroskopy na světě, nebo u americké společnosti Dragonfly Energy, která je lídrem ve skladování zelené energie. Významnými odběrateli jsou i technologické univerzity z celého světa.
I nejmenší mikroskopy mění svět
Také z Delong Instruments míří produkty na univerzity, ale i do laboratoří nemocnic. Jsou unikátní tím, že patří mezi nejmenší na světě. „Jsme hrdí, že naše elektronové mikroskopy jsou často mezi prvními, které si zákazníci pořizují. Jsou robustní a cenově dostupnější, vhodné pro začínající uživatele nebo k výuce studentů,“ říká produktová manažerka Eva Coufalová.
Srovnání nejmenšího el. mikroskopu LVEM 5 (Delong) a Titan (TFS). Zdroj: Delong Instruments + TFS
Nejmenší elektronový mikroskop LVEM5. Zdroj: Delong Instruments
Řada nejmenších elektronových mikroskopů. Zdroj: Delong Instruments
A putují i k výzkumníkům, kteří potřebují různé způsoby analýzy, ale nemohou si dovolit na každou speciální přístroj. I tak se jejich pořizovací cena pohybuje v milionech korun, přičemž jich v Delongu vyrobí desítky ročně. Nejčastěji směřují do Severní Ameriky a Asie, kde pomáhají diagnostikovat viry, bakterie a geny, nebo zkoumat toxiny ohrožující životní prostředí.
Mikroskopická komunita v Brně
Ne všechny přístroje musejí mířit za hranice Česka, ale hrají důležitou roli i přímo v regionu, odkud pocházejí. Nejlepším příkladem jsou laboratoře CEITEC Vysokého učení technického vybavené pro výzkum nanotechnologií a pokročilých materiálů. CEITEC Masarykovy univerzity má zase špičkově vybavenou laboratoř kryo-elektronové mikroskopie pro studium biologických vzorků, včetně virů.
„Velkou přidanou hodnotu pro nás má spolupráce s místní komunitou výzkumných ústavů, institucí a technologických firem působících v oblasti elektronové mikroskopie. Toto prostředí nám přináší výjimečnou podporu, příležitosti a inspiraci,“ přibližuje ředitel CEITEC MU Pavel Plevka dokonale se doplňující společenství, v jehož rámci se výzkumníci a bývalí studenti podílejí na vývoji mikroskopů, brněnské firmy je vyrábějí a dodávají, a ve výzkumných centrech s nimi nacházejí nové aplikace.
