Så fungerar MAX IV
MAX IV är ett slags mikroskop. Men ljuskällan har en energi som är mycket högre och en stråle som är intensivare än någon annan i världen. Med synkrotronljusets korta våglängder kan man få syn på detaljer som annars är omöjliga att se. Den intensiva strålen visar hur atomer och molekyler binds till varandra och låter oss förstå mer om livet och materialen.
Användningsområden
Vid MAX IV används olika tekniker: avbildning, spektroskopi och spridning. Ofta kombineras de.
En ungefärlig fördelning av användningsområdena ser ut så här:
- Livsvetenskaper och biologi 35 %
- Tillämpad materialforskning 25 %
- Fysik 12 %
- Kemi 8 %
- Geologi 7 %
- Miljöforskning 4 %
- Arkeologi 3 %
- Övrigt 6 %
Processen i sex steg
- I elektronkanonen skjuts elektroner iväg med en hastighet näst intill ljusets.
- I linjäracceleratorn ökar elektronernas energi.
- Elektronerna cirkulerar i två ringar. Till lilla lagringsringen skickas elektroner med lägre energier. Till stora lagringsringen skickas elektroner med högre energier.
- Med hjälp av magneter med olika poler får man elektronerna att svänga. Då frigörs energi i form av ljus som sänds i färdriktningen.
- Ljuset sänds in i ett rör. Därefter filtreras det så att bara rätt våglängd behålls. När ljuset krockar med materialet som ska undersökas sprids ljuset mot en detektor.
- Datan analyseras och materialets egenskaper visualiseras.
Spektrum
Det synliga ljuset utgör bara en liten del av frekvensområdet för elektromagnetisk strålning.
Större föremål kan betraktas vid större våglängder. Exempelvis kan flygplan upptäckas av radarvågor.
Eftersom våglängden måste vara kortare än föremålet som ska betraktas krävs våglängder kring 0,1 nanometer för att ”titta på” en atom.
Sådant ljus kan genereras på MAX IV.
Exempel på konkreta användningsområden
Tidigare upptäckt av tumörer
En produkt som är utvecklad på MAX IV-laboratoriet är kontrastmedlet SPAGO Pix. Det är ett nanomaterial som gör det tydligare att se tumörer på ett tidigare stadium än förr.
Studier av grafen
Laboratoriet gör det möjligt att studera materialet grafen som bara är ett (1) atomlager tjockt kol. Grafen är genomskinligt, böjligt men ogenomträngligt och leder ström.
Genom att studera grafen på nära håll kan man undersöka hur det kan användas i nanomaterial, så som ledare.
Vattenrening
I vattenrening används järnklorid för att binda oönskade mikroorganismer. Slammet som bildas består av komplexa bindningar mellan järnklorid och organiska ämnen.
På MAX IV finns resurser att studera molekylerna för att därmed kunna separera järnet och använda de organiska ämnena till att exempelvis binda fosfor i jordbruksmark.
Analys av lager, exempelvis färgskikt hos en tavla
Med hjälp av spektroskopi kan ett materials olika lager analyseras.
Till exempel går det att ”titta bakom” en tavlas färgskikt. En kvinnas ansikte kunde på så vis upptäckas i en av Vincent van Goghs tavlor.
