Taclo clefydau gyda gwyddoniaeth arwynebau

Gwyddoniaeth arwynebau yw’r astudiaeth o sut mae haenau o atomau’n rhyngweithio ar wyneb deunyddiau. Yn ddiweddar, dyfarnwyd cyllid i arbenigwyr o Sefydliad Catalysis Caerdydd (CCI) a fydd yn eu galluogi i gymhwyso eu harbenigedd gwyddoniaeth arwynebau i fecanweithiau moleciwlaidd sy’n sail i glefydau dirywiol pwysig – o osteoarthritis a glawcoma i psoriasis. Dyma’r Athro Philip Davies, Sefydliad Catalysis Caerdydd, yn egluro mwy.  

“Mae Gwyddoniaeth Arwynebau yn hanfodol ym mron pob agwedd ar dechnoleg. Mae pob rhyngweithio rhwng deunydd a’i amgylchedd yn digwydd ar y lefel hon.

“Mae gennym hanes rhagorol o wyddoniaeth arwynebau yng Nghaerdydd, ond bydd ystafell ficrosgob newydd yn ein Canolfan Ymchwil Drosiadol (TRH) yn y dyfodol, a amlinellir mewn Blog Cartref Arloesedd diweddar, yn ein galluogi i wneud llawer mwy.

Bydd yr ystafell yn gartref i dechneg newydd gyffrous sy’n darparu sbectrosgopeg isgoch ar y pryd a thopograffeg arwyneb gyda datrysiad ochrol nanoraddfa.

Dyfarnwyd y Microsgop Grym ar sail Llun (PiFM) i Gaerdydd drwy fenter offer strategol y Cyngor Ymchwil Peirianneg a’r Gwyddorau Ffisegol (EPSRC).

Nawr, rydym yn falch iawn o gyhoeddi y bydd galluoedd sbectrosgopïen nano-dirgrynol y CCI yn cael eu gwella ymhellach gan dechneg gysylltiedig: “Sbectrosgopeg Raman Pen Gwell” neu TERS.

Mae TERS yn gweithredu’n effeithiol mewn amgylcheddau dyfrol ar ddatrysiad ochrol o < 10 nm a datrysiad uchder o < 0.1 nm. Felly, mae’n cynnig cyfle unigryw i berfformio delweddu cemegol nanoraddfa ar y pryd ynghyd â mapio topograffig i astudio macromoleciwlau biolegol yn eu cyflwr brodorol agos.

Dyfarnwyd yr offeryn newydd hwn gan broses RIF y Brifysgol i dîm a arweiniwyd gennyf fi, ar ran CCI, a Dr Julie Albon (Optometreg Prifysgol Caerdydd) gyda’r nod o astudio mecanweithiau moleciwlaidd sy’n sail i glefydau dirywiol pwysig fel osteoarthritis, glawcoma a psoriasis sy’n effeithio ar filiynau o bobl ledled y byd.

Mae’r tîm amrywiol iawn hefyd yn cynnwys academyddion o Ysgolion Ffiseg a Seryddiaeth Prifysgol Caerdydd, Deintyddiaeth, Fferylliaeth a’r Gwyddorau Fferyllol, a Biowyddorau, ac felly mae’n dwyn ynghyd set sgiliau unigryw amrywiol i fynd i’r afael â’r her hon.

Mae Caerdydd eisoes yn ganolfan ryngwladol ar gyfer astudio arwynebau. Mae gennym dros 50 mlynedd o arbenigedd mewn llawer o’r gwahanol ddulliau arbrofol sydd wedi’u datblygu ac arbenigedd penodol mewn sbectrosgopïen ffotoelectroneg pelydr-x (XPS).

Mewn gwirionedd, mae Caerdydd ar hyn o bryd yn arwain Cyfleuster Ymchwil Cenedlaethol Cyngor Ymchwil Peirianneg a Gwyddorau Ffisegol y DU (EPSRC) mewn sbectrosgopeg ffotodrydanol, HarwellXPS, sy’n darparu arbenigedd XPS i’r wlad gyfan.

Mae ein hanes hir o ragoriaeth mewn gwyddoniaeth arwynebau, y cyfuniad o wobrau ar gyfer PiFM a TERS ynghyd â’r offerynnau dadansoddol gwych eraill sydd eisoes ar gael yn y dyfodol. Mae TRH yn creu cyfleuster gwirioneddol unigryw – a dyfodol gwirioneddol gyffrous – ar gyfer dadansoddi arwynebau a deunyddiau.”

Philip Davies

Athro Cemeg Ffisegol, Sefydliad Catalysis Caerdydd