Stories|Barrieren in der Materialwissenschaft durchbrechen: Die Leistungsfähigkeit der Hochenergie-Röntgen-Nanotomographie
Barrieren in der Materialwissenschaft durchbrechen: Die Leistungsfähigkeit der Hochenergie-Röntgen-Nanotomographie
Neue Materialien und -analyse
Hochenergetische Röntgen-Nanotomographie für industrielle Anwendungen
Das Helmholtz-Zentrum HEREON hat einen wichtigen Meilenstein bei der Weiterentwicklung der Hochenergie-Röntgen-Nanotomographie erreicht, einer Technologie, die für das Verständnis der dreidimensionalen Struktur und Funktionalität innovativer Materialien entscheidend ist. Mit einem Budget von 95.000 € im Jahr 2023 erweitert dieses Projekt die Möglichkeiten der Nanotomographiestation der Imaging Beamline (IBL/P05) an PETRAIII/DESY, indem es den Energiebereich erweitert, um industriell relevante Proben und Hoch-Z-Materialien aufzunehmen.
Wichtigste Errungenschaften
Das Projekt konzentrierte sich auf die Implementierung von Mehrschicht-Laue-Linsen (MLLs) zur Verbesserung der Bildgebung bei höheren Röntgenenergien und erzielte folgende Ergebnisse
- Erfolgreiche Erprobung der MLL-Optik bei 18 keV im Holotomographie-Modus, die im Vergleich zu Fresnel-Zonen-Platten (FZP) eine deutlich höhere Effizienz aufweist
- Entwurf und Inbetriebnahme einer Optik, die 20 keV erreichen kann, optimiert für größere Brennweiten und verbesserte Photonen-Effizienz
- Aufnahme des ersten Tomogramms bei 18 keV, das den Weg für Anwendungen ebnet, die einen höheren Photonenfluss und eine höhere Energie erfordern
Diese Fortschritte ermöglichen eine schnellere und effizientere Bildgebung, insbesondere für Anwendungen in der Operando-Batterieforschung und Korrosionsstudien in Materialien mit hoher Dichte.
Brückenschlag zwischen Wissenschaft und Industrie
Die Hochenergie-Röntgen-Nanotomographie ist ein wichtiges Instrument zur Bewältigung industrieller Herausforderungen, da sie Einblicke in die inneren Strukturen von Materialien und deren Leistung unter Betriebsbedingungen bietet. Zu den Hauptmerkmalen des verbesserten Aufbaus gehören:
- Räumliche Auflösung unter 30 nm, die eine detaillierte 3D-Analyse von Phänomenen im Nanobereich ermöglicht
- Eignung für Materialien mit höherer Absorption, wie sie z. B. in der Batterieforschung verwendet werden, wo herkömmliche Systeme mit geringerer Energie versagen
- In-situ-Möglichkeiten zur Untersuchung von Prozessen wie der Korrosion von Magnesiumlegierungen und dem Abbau von Materialien
Durch die bessere Erfüllung der Anforderungen von Industriepartnern zieht die verbesserte Beamline Anwendungen aus den Bereichen Technik, Biotechnologie und Energie an und positioniert sie als einzigartige globale Ressource.
Zukünftiger Ausblick
Zu den nächsten Schritten des Projekts gehören die Erprobung der MLL-Optik bei 20 keV während des bevorstehenden Nutzerlaufs und die weitere Optimierung des Aufbaus für die Bildgebung bei höheren Energien. Diese Aufrüstung wird die Nanotomographie-Beamline zu einer erstklassigen Einrichtung für industrielle und wissenschaftliche Nutzer machen und Innovationen in verschiedenen Bereichen fördern.
Sind Sie an einer Zusammenarbeit mit uns im Bereich der Hochenergie-Röntgen-Nanotomographie interessiert? Dann kontaktieren Sie uns bitte unter Info@Hi-Acts.de.