산업용 현미경을 통한 파시미나 울의 정량적 분석

고급 캐시미어 울인 파시미나는 사람 머리카락 두께의 1/10 수준인 캐시미어 염소의 털로 만들어집니다. 품질 관리를 위해 이 고급 섬유는 제조 과정에서 분석을 진행해야 합니다.

그러나 파시미나 울과 타 동물 섬유의 혼합 구조를 분석하는 것은 쉽지 않습니다. 여러 울 섬유는 직경, 스케일 밀도 등의 표면 특성이 비슷한 경우가 많으며, 이로 인해 이들을 서로 구분하는 것이 상당히 어렵습니다.

여기서는 파시미나의 정량적 분석에 가장 보편적으로 사용되는 광학 현미경과 스캐닝 전자 현미경에 대해 소개하겠습니다.

첫번째: 광학 현미경

광학 현미경 방식은 스케일 구조 및 기타 표면 특성을 확대하여 관찰하는 방식입니다. 작업자는 AATCC-20A 및 ASTM-D629와 같은 섬유 분석 표준을 통해 이러한 특징들에 대한 자세한 정보를 확인할 수 있습니다.

그러나 광학 현미경으로 이러한 특징들을 관찰하는 것은 어려울 수 있습니다. 대부분의 광학 현미경은 약 0.35 마이크론 수준의 제한된 해상도와 작은 시야 깊이(약 1~2 마이크론)을 제공하기 때문에, 일부 섬유 특징들은 초점 범위를 벗어납니다. 현미경의 투과 조명 또한 섬유 양면의 스케일 그림자에서 간섭을 야기할 수 있습니다.

두번째: 스캐닝 전자 현미경

	스캐닝 전자 현미경(SEM)은 전자를 사용하여 섬유 표면 특징 이미지를 획득합니다. 섬유는 일반적으로 스캔된 표면을 표시하기 위해 얇은 금 레이어로 코팅되며, 이 단계는 샘플 분석을 진행할 때마다 비용과 시간을 증가시킵니다. SEM 솔루션은 높은 해상도와 큰 시야 깊이를 통해 섬유 표면 특성을 캡처할 수 있지만, 해당 현미경은 가격이 높을 뿐만 아니라 작동 방법이 복잡합니다. 이에 더해 SEM 기술은 광학 현미경과 달리 섬유 내부 구조와 색소를 캡처하지 못합니다.

광학 현미경과 SEM 현미경의 한계를 극복하는 솔루션

Olympus는 전통 광학 현미경 및 SEM 기술이 가진 한계를 극복하는 직관적인 이미징 워크플로우를 제공합니다. 이 워크플로우는 Olympus BX53M 산업용 현미경과 비분 간섭 대비(DIC) 관찰 방식을 사용합니다.

BX53M 현미경에 반사 조명을 적용하여 파시미나 섬유 스케일을 관찰했습니다. 과도한 반사를 방지하기 위해 부착수를 사용하여 파시미나 울 섬유를 슬라이드에 고정시켰습니다. 이를 위해 슬라이드가 미세 물방울을 가지도록 슬라이드에 물 또는 증기를 뿌렸습니다. 이후 울 섬유를 슬라이드에 올린 후 약 0.1cm를 당겨 섬유가 펴지도록 했습니다. 마지막으로 1분간 건조시켰습니다.

DIC 관찰을 사용하여 파시미나 울 섬유를 관찰할 때 시야 조리개(FS)와 구경 조리개(AS) 설정을 최적화하는 것이 중요합니다. AS는 최소값으로 고정한 후 FS를 조정하여 과도한 반사를 제어했습니다. 확장 포커스 이미지(EFI) 기능과 Olympus 아포크로마틱 대물 렌즈를 조합하여 울의 원통형 표면을 따라 형성된 미세 경계 등을 놓치지 않고 선명하게 캡처할 수 있었습니다. 이렇게 정밀한 이미지는 별도의 현미경 예열 시간 없이 10분 내로 획득했습니다.

BX53M 현미경을 사용하여 캡처한 파시미나 섬유. 울 섬유의 스케일이 선명하게 표시됩니다. 정보 제공: IRTech Pvt. Ltd. India (Olympus 산업용 현미경의 인도 유통사)