MAX IV-laboratoriet – gör det osynliga synligt

I juni 2016 invigdes MAX IV-laboratoriet i Lund, Sveriges största satsning på forskningsinfrastruktur genom tiderna. Synkrotronljusanläggningen har ett av de mest briljanta röntgenljusen i världen vilket gör att man kan synliggöra material ner på atomnivå ännu bättre än tidigare. Drygt 2000 forskare från hela världen väntas årligen till laboratoriet för att göra experiment.

MAX IV är resultatet av decennier av forskning och innovativa idéer. Den speciella magnetteknik som krävs för att generera det intensiva röntgenljuset har designats på ett helt nytt sätt vilket gör MAX IV till den världsledande anläggningen inom så kallade fjärde-generationens synkrotronljuskällor. Flera andra anläggningar runt om i världen kopierar nu denna teknik.
MAX IV-bygget startade 2010 och själva byggnaden stod färdig 2015. Idag, 2020, finns 16 olika strålrör – experimentstationer – finansierade och de är antingen i full drift eller under färdigställande och totalt kan anläggningen rymma cirka 25 strålrör på de två lagringsringarna samt i förlängningen av linjäracceleratorn.

Så här fungerar MAX IV – Möt Elo, din ciceron till MAX IV och här finns en infografik med länk till nedladdning.

Fakta om MAX IV:

Vid MAX IV kan man undersöka molekylära och atomära strukturer och ytor mer detaljrikt än vad man tidigare har kunnat göra. Forskare inom t.ex. biologi, fysik, kemi, miljö, geologi, teknik och medicin har användning av tekniken. Tekniken ger möjlighet till nya upptäckter och produkter inom exempelvis material, medicin och miljö. Den största delen av den forskning som sker vid anläggningen är dock grundforskning.

På MAX IV finns tre acceleratorer, en linjäraccelerator och två lagringsringar. Den stora ringen har en omkrets på 528 meter, i storlek med Colosseum i Rom. I linjäracceleratorn sätter man fart på elektroner så de närmar sig ljusets hastighet. De förs sedan in i lagringsringen där man böjer deras bana med hjälp av magneter. Vid avböjningen avger elektronerna synkrotronljus som är ett oerhört intensivt ljus i våglängder från ultraviolett till hårdröntgen. Ljuset leds ut till forskningsstationerna genom särskilda strålrör och det är här som experimenten sker.

MAX IV-anläggningen räknar med att 2000 tillresta forskare från hela världen kommer att göra sina experiment på anläggningen. Drygt 250 personer kommer att arbeta på anläggningen när den är fullt utbyggd.

MAX IV har flera finansiärer som bidrar till olika delar: Vetenskapsrådet, Lunds universitet, Knut och Alice Wallenbergs stiftelse, Vinnova, samt flera svenska och utländska universitet och organisationer. En aktuell lista finns här: https://www.maxiv.lu.se/major-funders/

Kostnaden för MAX IV blir cirka sex miljarder SEK fullt utbyggd och då står själva byggkostnaden för knappt två miljarder kronor. Totalt innehåller anläggningen ett 20-tal byggnadskroppar och är cirka 50 000 kvm stor. Anläggningen har byggts med ett stort miljöfokus och har fått flera priser och utmärkelser för sitt nytänk, t.ex. pris för bästa framtidsprojekt på fastighetsmässan MIPIM i Cannes 2014 och Bästa Miljöbyggnad på Betonggalan i Malmö 2015.

Experiment på en synkrotronljusanläggning:

Vid experimenten används olika tekniker: avbildningspektroskopi och spridning. Ofta kombineras teknikerna och tillsammans erbjuder de forskare möjlighet att studera och utveckla nya läkemedel, effektiva batterier och solceller samt legeringar, papper, tyg och plaster med nya funktioner. Man kan också mäta föroreningar i vatten och jord för att hitta sätt att rena dessa, man kan undersöka historiska och arkeologiska föremål utan att fördärva dem och man kan undersöka både friska och sjuka celler och vävnad för att utveckla nya behandlingar.

Majoriteten av de experiment som utförs är dock grundforskning som syftar till att ge oss kunskap om hur de minsta beståndsdelarna i materia fungerar. Sådan kunskap är nödvändig för att kunna bedriva mera tillämpad forskning som i exemplen ovan.

Avbildning: Ger kunskap om hur materian ser ut utanpå, såsom ett fotografi, eller inuti som en vanlig röntgenbild. Metoden ger en bild eller film i två eller flera dimensioner. De tekniker som används är t.ex. mikroskopi och tomografi.
Med nanometerupplösning kan man se på en elektronisk komponent som är byggd med nanoteknologi. Med tekniken kan man se hur nanostrukturerna inåt i komponenten påverkas när den används och därmed förstå hur man kan bygga bättre och mera effektiva komponenter, t.ex. mer driftsäkra katalysatorer.

Spektroskopi: Ger kunskap om kemi och var beståndsdelar i materian sitter i förhållande till varandra. Spektroskopi är metoder som går ut på att mäta den respons som uppstår i materialet när man belyser det med olika slags ljus. De tekniker som används är t.ex. fotoelektronspektroskopi och fluorescens. Med hjälp av dessa får man reda på den kemiska sammansättningen av provet som man undersöker, dvs. vilka ämnen som provet är uppbyggt av.
Med spektroskopi kan man bland annat mäta vilka spårämnen som finns i växtprover för att förstå hur exempelvis metaller tas upp av växter och därmed vilken miljöpåverkan detta kan få.
Man kan också se hur atomer och molekyler växelverkar på en katalytisk aktiv yta för att kunna ta fram mer effektiva katalysatorer för avgasrening.

Spridning: ger kunskap om atomär eller molekylär struktur. Spridning är ett begrepp som täcker in de olika fenomen som uppträder när ljus möter ett material. Ljuset kan reflekteras eller ändra riktning när det passerar genom materialet. Dessa förändringar kan mätas. Exempel på tekniker för spridning är röntgenkristallografi och pulverdiffraktion.
Det man får reda på med dessa tekniker är hur atomerna eller molekylerna sitter i förhållande till varandra vilket har betydelse för vilka egenskaper materian eller materialet har, t.ex. kan de vara mekaniska, magnetiska eller elektroniska.

Med hjälp av spridning kan man bland annat se på batterimaterial för att se hur atomerna flyttar på sig när batteriet laddas upp och på så vis förstå hur bättre, lättare och billigare batterier kan designas. Man kan också se på hur strukturen av ett material ändras när det utsätts för mekanisk påverkan. Det ger kunskap för att kunna ta fram nya, starka material med högre brottstyrka.

Logga för MAX IV

Adress:

Fotongatan 2, 224 84 Lund

Telefon:

Myndighetschef (Rektor/VD/GD):

Ian McNulty

URL:

https://www.maxiv.lu.se/

Presskontakt

Namn:

Tutti Johansson Falk

Telefon:

Mobil:

+46766323326