جفری والن دکترای خود را در دانشگاه ایالتی فلوریدا تکمیل کرد؛ تحقیقات وی بر روی کشف و رشد مواد بلوری جدید برای ذخیره‌سازی هیدروژن متمرکز بود. در سال 2012، جفری"مقیاس کامل نانو" (FullScaleNano) را تاسیس کرد و به توسعه نانومت (NanoMet) پرداخت.

مقیاس کامل نانو (FullScaleNano)، یک پروژه‌ بر پایه استارت‌آپ در زمینه آنالیز نانو در فلوریدا است. نرم‌افزار نانومت (NanoMet) ارائه شده توسط آنها، به‌طور خودکار به جمع‌آوری و تلفیق اطلاعات دقیقی از تصاویر نانومواد پرداخته و باعث صرفه‌جویی در زمان محققان (و اغلب فشرده‌سازی) در اندازه‌گیری دستی و حذف خطاهای انسانی از معادله می‌شود. جفری والن در این مصاحبه در مورد ویژگی‌های نرم‌افزار جدید خود و اینکه چگونه انتظار دارد که چشم‌انداز نانومواد را در صنعت و دانشگاه تغییر دهد، صحبت کرده است.

 

1- آیا می‌توانید خوانندگان را با نرم‌افزار نانومت آشنا کنید؟

نانومت یک نرم‌افزار آنالیز قدرتمند خودکار است که تصاویر را به اطلاعات مفید تبدیل می‌کند. نانومت هزاران اندازه‌گیری در هر تصویر را با هزینه بسیار کم انجام می‌دهد. ما به‌عنوان یک شرکت از این‌که این نوآوری را به بازارهای صنایع مواد وارد کردیم، بسیار هیجان‌زده هستیم.

نانومت نرم‌افزار بسیار مناسبی جهت ارائه سطح بی‌نظیری از شناسایی مواد برای محققان دانشگاهی و صنعتی، به‌ویژه در زمینه نانومواد است. برنامه کاربردی تحت وب نانومت مبتنی بر پردازش ابری و بستر‌های کارگروهی در حال توسعه است و برنامه کاربردی تحت وب برای اولین بار در تابستان سال 2016 روانه بازار خواهد شد. در هر کاربردی که ابعاد مواد در عملکرد نهایی‌شان اثرگذاری حیاتی داشته ‌باشد، نانومت یک ابزار کاربردی و ارزشمند است.

 

2- معمولاً تولید‌کنندگان چگونه نانومواد خود را بررسی و شناسایی می‌کنند؟

متأسفانه در اغلب موارد، سازندگان و تولیدکنندگان نانومواد، از روش‌های مشخصه‌یابی دستی استفاده می‌کنند که این روش‌ها کند، غیر‌قابل اعتماد، و مقیاس‌ناپذیر بوده و به نظارت کاربری فراوانی نیاز دارند.

در برخی موارد، انسان باید پشت رایانه بنشیند و هریک از اجزاء تصویر را اندازه‌گیری کند که این فرایند بسیار خسته‌کننده است، مخصوصاً زمانی‌که بیش از پانصد عکس و حدود هزار مورد اندازه‌گیری در هر عکس وجود داشته باشد. گزینه‌های دیگر به‌صورت منبع باز نیز برای پردازش تصویر نانومواد وجود دارد، اما اغلب به‌راحتی با جریان کاری ادغام نمی‌شوند، زمان زیادی برای یادگیری کار با آنها باید صرف شود، هیچ‌گونه پشتیبانی یا گزینه‌های عیب‌یابی در آن‌ها وجود ندارد و برنامه می‌تواند توسط هر کسی تغییر کند.

 

یک تصویر الکترون ثانویه از نانوذرات SiO2 پراکنده شده با استفاده از فرآیندStöber . این تصویر شامل بخش‌های مختلفی از جمله ترک‌های ناشی از خشک کردن ماده فشرده شده و گرادیان‌های کنتراست افقی از نمونه باردار است. در آنالیز عادی نیاز به شمارش دستی نانوذرات و اندازه‌گیری دستی قطر آنها است.

 

3- آنالیز دستی نانو‌مواد چه مشکلاتی به همراه دارد؟

به‌سادگی می‌توان گفت هیچ راهی برای آنالیز دستی جهت دستیابی به میزان و سرعت نمونه‌برداری برابر با نانومت وجود ندارد و در‌ نتیجه، نتایج آنالیز دستی اغلب نمایش ضعیفی از آمار واقعی جمعیت معیار مشخصه‌های اندازه و شکل است.

برای آنالیز دستی، تخصص بالا مورد نیاز است، زیرا یک فرایند اندازه‌گیری حساس و عینی بوده و کارشناسان فوق‌العاده ماهر را متوسل به کارهای خسته‌کننده می‌کند و در‌ نتیجه باعث ایجاد خطا در اطمینان از نتایج می‌شود. آنالیز دستی تنها برای تصمیم‌گیری‌های اصلی بخش تحقیق و توسعه و کنترل کیفیت بر روی جمعیت چندصد جزئی از جمعیت میلیاردها جزء استفاده می‌شود. این موضوع درست مانند حالتی است که شما سعی کنید کل یک جنگل مملو از درخت را از طریق یک سوراخ بسیار ریز مشاهده کنید.

نانومت درست مانند مشاهده جنگل از طریق یک ماهواره و سپس شمارش، اندازه‌گیری و گزارش آمار در مورد هر کدام از درخت‌ها در کل جنگل است که انجام آن تنها در چند ثانیه انجام می‌شود.

 

4- چگونه نانومت این مشکلات را حل می‌کند؟

نانومت این مشکلات را با فراهم آوردن سریع مقادیر زیادی داده قابل‌اطمینان حل می‌کند تا تصمیمات آگاهانه گرفته شوند، مواد بهتر شناخته شوند و در نهایت، مشتریان ما شانس بیشتری برای موفقیت در تجاری‌سازی کاربردهای نانومواد جدید به‌دست آورند. از آنجایی‎که بازارهای نانومواد همچنان رو به رشد هستند، نانومت به‌عنوان یک ابزار مهم، برای مشخصه‌یابی‌های استاندارد شده دانشگاهی و صنعتی ارزشمند است.

 

5- کدام تکنیک می‌تواند با نانومت ادغام شود؟

نانومت می‌تواند با هر تصویر حاوی موارد هدفی که باید اندازه‌گیری شوند، ادغام شود. این موضوع میکروسکوپ الکترونی، نوری و نیروی اتمی را که برای تجسم مستقیم نانومواد به‌کار می روند، در بر می‌گیرد.

توانایی باور‌نکردنی پایگاه داده برنامه کاربردی تحت وب نانومت و پلت‌فرم کارگروهی امکان ایجاد خودکار داده‌های غنی از متا را فراهم می‌کند که می‌توانند شامل هرگونه اطلاعاتی در مورد نمونه، از پارامترهای سنتز و ذخیره‌سازی تا هر موردی درباره پردازش نانومت برای همبستگی بین انواع روش‌های آنالیز مانند پراش اشعه ایکس، روش‌های اسپکتروسکوپی، مغناطیس‌سنجی و وزن‌سنجی حرارتی باشد.

 

6- کدام اندازه‌گیری‌های نانومواد را می‌توان توسط نانومت انجام داد؟

نانومت دارای چندین ماژول است که قادر به اندازه‌گیری قطرهای فیبرها و سیم‌های در حال رشد، قطر ذرات، مساحت فضای باز در مواد زمینه فیبر نبافته و فیلم‌ها / زیرلایه‌های متخلخل، و کالیبراسیون مقیاس تصویر با استفاده از نوار مقیاس، متا داده‌ها در تصویر یا قابلیت اطمینان مطلوب، با استفاده از مرجع موادNIST  مانند مصنوعات  RM8820است.

تمام داده‌های نانومت که از مواد خاص بدست آمده است، امکان شناسایی مواد خاص و همچنین آمارهای جمع‌آوری شده را فراهم می‌کند.

 اندازه‌گیری نانومت از 6696 ذره در کمتر از یک دقیقه. تنها کاری که اپراتور باید انجام می‌داد، تعیین حداکثر و حداقل اندازه ذرات بود. هیچ فعالیت اپراتوری برای تصویر لازم نبود.

 

7- نانومت در چه فرمتی اطلاعات را به کاربران خود تحویل می‌دهد؟

نانومت گزارشی نهایی را در قالب فایل پی‌دی‌اف ارائه می‌دهد که برای استفاده در میان تیم‌های کوچک و بزرگ تحقیق و توسعه و کنترل کیفیت مناسب است. داده‌ها به صورت کاملاً اتوماتیک تولید می‌شوند و به‌طور خودکار در پایگاه داده نانومت برای همبستگی‌های عملکردی بعدی و آنالیز مقایسه‌ای ذخیره می‌شوند. برنامه کاربردی نانومت با گوشی‌های هوشمند و تبلت‌ها سازگار است، به این معنی که مشتریان ما می‌توانند تصاویر را به‌صورت پیوست در ایمیل دریافت کرده، این تصاویر را در عرض چند دقیقه پردازش کنند و سپس گزارش‌های پی‌دی‌اف را به طرفین مربوطه ارسال کنند. این فرایند در حداقل زمان، بدون هیچ‌گونه دردسر و به همراه نتایج عالی صورت می‌گیرد.

 

8- به نظر شما، بهترین ویژگی‌های نرم‌افزار شما چیست؟

بهترین ویژگی نرم‌افزار ما سهولت استفاده از آن است. بر خلاف هر گزینه دیگر برای مشخصه‌یابی مبتنی بر تصویر، نانومت می‌تواند توسط کاربران تازه‌کار نیز مورد استفاده قرار گیرد و به آموزش کمی برای کسب مهارت نیاز دارد.

در صورتی‌که نحوه کار کردن با برنامه‌ای ساده نباشد، همیشه نیاز به نظارت متخصص بر آن احساس می‌شود، اما نانومت یک تغییر کامل در تفکر است. نانومت برای هر کسی جهت استفاده مفید است و سرعت اجرای بسیار بالایی داشته و به‌دلیل اتوماتیک بودن فرایند، برای کاربران سختی ایجاد نمی‌کند.

 هیستوگرام قطر 6696 ذره با استفاده از نانومت. تعداد زیادی از اندازه‌گیری‌ها قطر متوسط ​​398.4 نانومتر را نشان داد و همچنین توزیع دو مد قطر را به نمایش گذاشت.

 

9- برای استفاده از نانومت، چه میزان مهارت لازم است؟

یادگیری نانومت ساده است، بنابراین تقریباً هر کسی می‌تواند از نرم‌افزار، صرف‌نظر از سطح مهارتش، استفاده کند.

 

10- انتظار دارید کدام صنایع بیشترین منفعت را از این انقلاب در آنالیز نانو داشته باشند؟

به‌طور‌خاص در صنعت نانومواد، بسیاری از مشتریان ما در زمینه داروهای نانو، نقاط کوانتومی، مواد زمینه الیاف غیر‌بافته و فیلم‌های متخلخل کار می‌کنند. بازارهای زیاد دیگری نیز وجود دارد که در آن‌ها از نانومت، برای مواد مقیاس مزو و میکرو مانند الیاف و فیلم‌های متخلخل با چگالی کم استفاده شده است.

 

11- برنامه‌های "مقیاس کامل نانو" برای آینده چیست؟

مقیاس کامل نانو قصد دارد تا قلمرو امکان‌سنجی برای مشخصه‌یابی اتوماتیک نانومواد را گسترش دهد. ما در حال توسعه پلتفرم کارگروهی نانومت هستیم که به یک روش انقلابی برای شناسایی مواد در مقیاس نانو و میکرو تبدیل شود.

امروزه با توجه به تجربیات بدست آمده از مشتریان و فناوری‌های پیشگامانه، داستان‌های موفقیت‌آمیز انقلاب فناوری نانو در حال ثبت شدن است. کسانی که شناخت بهتری از مواد خود داشته باشند، شانس موفقیت بیشتری را در بازارهای در حال ظهور دارند.