MAX IV-laboratoriet â gör det osynliga synligt
I juni 2016 invigdes MAX IV-laboratoriet i Lund, Sveriges största satsning pÄ forskningsinfrastruktur genom tiderna. SynkrotronljusanlÀggningen har ett av de mest briljanta röntgenljusen i vÀrlden vilket gör att man kan synliggöra material ner pÄ atomnivÄ Ànnu bÀttre Àn tidigare. Drygt 2000 forskare frÄn hela vÀrlden vÀntas Ärligen till laboratoriet för att göra experiment.
MAX IV Àr resultatet av decennier av forskning och innovativa idéer. Den speciella magnetteknik som krÀvs för att generera det intensiva röntgenljuset har designats pÄ ett helt nytt sÀtt vilket gör MAX IV till den vÀrldsledande anlÀggningen inom sÄ kallade fjÀrde-generationens synkrotronljuskÀllor. Flera andra anlÀggningar runt om i vÀrlden kopierar nu denna teknik.
MAX IV-bygget startade 2010 och sjĂ€lva byggnaden stod fĂ€rdig 2015. Idag, 2020, finns 16 olika strĂ„lrör – experimentstationer – finansierade och de Ă€r antingen i full drift eller under fĂ€rdigstĂ€llande och totalt kan anlĂ€ggningen rymma cirka 25 strĂ„lrör pĂ„ de tvĂ„ lagringsringarna samt i förlĂ€ngningen av linjĂ€racceleratorn.
SĂ„ hĂ€r fungerar MAX IV â Möt Elo, din ciceron till MAX IV och hĂ€r finns en infografik med lĂ€nk till nedladdning.
Fakta om MAX IV:
Vid MAX IV kan man undersöka molekylÀra och atomÀra strukturer och ytor mer detaljrikt Àn vad man tidigare har kunnat göra. Forskare inom t.ex. biologi, fysik, kemi, miljö, geologi, teknik och medicin har anvÀndning av tekniken. Tekniken ger möjlighet till nya upptÀckter och produkter inom exempelvis material, medicin och miljö. Den största delen av den forskning som sker vid anlÀggningen Àr dock grundforskning.
PÄ MAX IV finns tre acceleratorer, en linjÀraccelerator och tvÄ lagringsringar. Den stora ringen har en omkrets pÄ 528 meter, i storlek med Colosseum i Rom. I linjÀracceleratorn sÀtter man fart pÄ elektroner sÄ de nÀrmar sig ljusets hastighet. De förs sedan in i lagringsringen dÀr man böjer deras bana med hjÀlp av magneter. Vid avböjningen avger elektronerna synkrotronljus som Àr ett oerhört intensivt ljus i vÄglÀngder frÄn ultraviolett till hÄrdröntgen. Ljuset leds ut till forskningsstationerna genom sÀrskilda strÄlrör och det Àr hÀr som experimenten sker.
MAX IV-anlÀggningen rÀknar med att 2000 tillresta forskare frÄn hela vÀrlden kommer att göra sina experiment pÄ anlÀggningen. Drygt 250 personer kommer att arbeta pÄ anlÀggningen nÀr den Àr fullt utbyggd.
MAX IV har flera finansiÀrer som bidrar till olika delar: VetenskapsrÄdet, Lunds universitet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, samt flera svenska och utlÀndska universitet och organisationer. En aktuell lista finns hÀr: https://www.maxiv.lu.se/major-funders/
Kostnaden för MAX IV blir cirka sex miljarder SEK fullt utbyggd och dÄ stÄr sjÀlva byggkostnaden för knappt tvÄ miljarder kronor. Totalt innehÄller anlÀggningen ett 20-tal byggnadskroppar och Àr cirka 50 000 kvm stor. AnlÀggningen har byggts med ett stort miljöfokus och har fÄtt flera priser och utmÀrkelser för sitt nytÀnk, t.ex. pris för bÀsta framtidsprojekt pÄ fastighetsmÀssan MIPIM i Cannes 2014 och BÀsta Miljöbyggnad pÄ Betonggalan i Malmö 2015.
Experiment pÄ en synkrotronljusanlÀggning:
Vid experimenten anvÀnds olika tekniker: avbildning, spektroskopi och spridning. Ofta kombineras teknikerna och tillsammans erbjuder de forskare möjlighet att studera och utveckla nya lÀkemedel, effektiva batterier och solceller samt legeringar, papper, tyg och plaster med nya funktioner. Man kan ocksÄ mÀta föroreningar i vatten och jord för att hitta sÀtt att rena dessa, man kan undersöka historiska och arkeologiska föremÄl utan att fördÀrva dem och man kan undersöka bÄde friska och sjuka celler och vÀvnad för att utveckla nya behandlingar.
Majoriteten av de experiment som utförs Àr dock grundforskning som syftar till att ge oss kunskap om hur de minsta bestÄndsdelarna i materia fungerar. SÄdan kunskap Àr nödvÀndig för att kunna bedriva mera tillÀmpad forskning som i exemplen ovan.
Avbildning: Ger kunskap om hur materian ser ut utanpÄ, sÄsom ett fotografi, eller inuti som en vanlig röntgenbild. Metoden ger en bild eller film i tvÄ eller flera dimensioner. De tekniker som anvÀnds Àr t.ex. mikroskopi och tomografi.
Med nanometerupplösning kan man se pÄ en elektronisk komponent som Àr byggd med nanoteknologi. Med tekniken kan man se hur nanostrukturerna inÄt i komponenten pÄverkas nÀr den anvÀnds och dÀrmed förstÄ hur man kan bygga bÀttre och mera effektiva komponenter, t.ex. mer driftsÀkra katalysatorer.
Spektroskopi: Ger kunskap om kemi och var bestÄndsdelar i materian sitter i förhÄllande till varandra. Spektroskopi Àr metoder som gÄr ut pÄ att mÀta den respons som uppstÄr i materialet nÀr man belyser det med olika slags ljus. De tekniker som anvÀnds Àr t.ex. fotoelektronspektroskopi och fluorescens. Med hjÀlp av dessa fÄr man reda pÄ den kemiska sammansÀttningen av provet som man undersöker, dvs. vilka Àmnen som provet Àr uppbyggt av.
Med spektroskopi kan man bland annat mÀta vilka spÄrÀmnen som finns i vÀxtprover för att förstÄ hur exempelvis metaller tas upp av vÀxter och dÀrmed vilken miljöpÄverkan detta kan fÄ.
Man kan ocksÄ se hur atomer och molekyler vÀxelverkar pÄ en katalytisk aktiv yta för att kunna ta fram mer effektiva katalysatorer för avgasrening.
Spridning: ger kunskap om atomÀr eller molekylÀr struktur. Spridning Àr ett begrepp som tÀcker in de olika fenomen som upptrÀder nÀr ljus möter ett material. Ljuset kan reflekteras eller Àndra riktning nÀr det passerar genom materialet. Dessa förÀndringar kan mÀtas. Exempel pÄ tekniker för spridning Àr röntgenkristallografi och pulverdiffraktion.
Det man fÄr reda pÄ med dessa tekniker Àr hur atomerna eller molekylerna sitter i förhÄllande till varandra vilket har betydelse för vilka egenskaper materian eller materialet har, t.ex. kan de vara mekaniska, magnetiska eller elektroniska.
Med hjÀlp av spridning kan man bland annat se pÄ batterimaterial för att se hur atomerna flyttar pÄ sig nÀr batteriet laddas upp och pÄ sÄ vis förstÄ hur bÀttre, lÀttare och billigare batterier kan designas. Man kan ocksÄ se pÄ hur strukturen av ett material Àndras nÀr det utsÀtts för mekanisk pÄverkan. Det ger kunskap för att kunna ta fram nya, starka material med högre brottstyrka.
