Ny synkrotronpulverdiffraktionsfacilitet til langvarige eksperimenter

Synchrotron beamlines og deres instrumenter er bygget til at udnytte fotonstrålens effekt af synchrotron stråling (SR), som har særlige egenskaber - ideelt til at levere detaljerede og præcise strukturelle oplysninger, der er vanskelige at få fra konventionelle kilder. Den fælles modus operandi for sådanne faciliteter er, at brugerne får en kort varighed af stråletid, typisk et par timer til et par dage, hvor de kan udføre deres eksperimenter.

Med teknologiske fremskridt inden for instrumentering, opdagelse, computerkraft, automatisering og fjernadgang, SR -faciliteter udvikler nye former for adgang, designet til at øge hastigheden, effektivitet og gennemstrømning af brugereksperimenter, f.eks. på de makromolekylære strålelinjer ved Stanford Synchrotron Radiation Light Source i USA og ved Diamond Light Source i Storbritannien.

Imidlertid, der er en klasse af eksperimenter, der i stigende grad udelukkes af denne udvikling, som ikke desto mindre kunne have stor gavn af anvendelsen af ​​SR. For eksempel, nogle materialer undergår meget langsomme transformerende reaktioner, mens andre tager tid at vise virkningerne af hærdning, ældning eller gentagen brug. Disse processer kan være subtile eller tage uger til måneder eller endda år at enten vise grov manifestation eller køre til afslutning.

På nuværende tidspunkt er off-line behandling med før og efter SR-målinger normen, men værdifuld strukturel information om vækst, ændring og mellemfaser kan gå glip af eller faktisk gå tabt. Der er derfor et klart behov for en facilitet, der gør det muligt at studere langsomme processer.

I et nyligt offentliggjort papir rapporterer forskere om en ny specialbygget LDE -facilitet, som er designet til at imødekomme behovene i en bred og forskelligartet række videnskabelige undersøgelser. Den nye facilitet har form af en ekstra specialkonstrueret slutstation til den eksisterende ultrahøjopløselige og tidsopløste pulverdiffraktionsstråle (I11) ved Diamond. Den nye slutstation er dedikeret til at være vært for op til 20 langtidsforsøg (uger til år), alle kører parallelt.

For at demonstrere effektiviteten af ​​denne nye facilitet, bestillingsresultater fra to kontrasterende videnskabelige sager præsenteres. Først og fremmest, den langsomme in situ -udfældning af det hydratiserede magnesiumsulfatmineralt meridianiit fra en vandig opløsning blev fulgt. Den hydratiserede fase menes at være udbredt på Mars 'overflade og blev dannet inde i en specielt designet lavtemperaturcelle. I den anden undersøgelse, den langsigtede stabilitet af metal-organisk rammemateriale NOTT-300 blev undersøgt. Dette er et potentielt supramolekylært materiale til drivhusgasopsamling. De første resultater viser, at anlægget er i stand til at detektere faseudvikling og detaljerede strukturelle ændringer og er velegnet til mange anvendte systemer og funktionelle materialer af interesse. Fremkomsten af ​​ny videnskab fra igangværende forsøg forventes snart.