DYNAMO 46 09 16 DTU 13 Effektiv energilagring Katalysatorer, brændselsceller og teknologier til ammoniakopbevaring spiller en central rolle i energilagring og -konvertering. Alle tre teknologier fungerer ved hjælp af porøse materialer, som vand og gasser diffunderer igennem. For at forbedre ydeevnen i disse teknologier er det nødvendigt at forstå, hvad der foregår på mikroskopisk skala – f.eks. hvordan gas og væske trænger igennem de porøse materialer – og få mere viden om materialernes porestørrelse og form. DanMAX gør det muligt at forudsige, hvordan materialerne nedbrydes. Samtidig vil forskerne kunne følge væskestrømmene i realtid og 3D. HVAD KAN RØNTGEN- MIKROSKOPI BRUGES TIL? På beamlinjen DanMAX vil en koncentreret røntgenstråle blive sendt ud til to målestationer, hvor forskerne vil kunne se ind i en lang række materialer. En af disse målestationer er et røntgenmikroskop. Bedre biologiske materialer Naturen byder på et væld af eksempler på avancerede egenskaber, f.eks. muslinger, der under vand kan lime sig fast til både glatte og ru materialer, eller knogler, der er dannet af nanokrystallinsk calciumfosfat og proteiner i et komplekst kompositmateriale, som på samme tid giver dem lethed og styrke. På grund af manglende analyseværktøjer er f.eks. knoglers struktur og holdbarhed langtfra forstået. Det samme gælder konsekvenserne af at bruge kunstigt fremstillede biomaterialer i kroppen. I DanMAX vil man kunne undersøge prøver i komplekse miljøer samt i 3D og over tid og dermed blive i stand til at udvikle materialer med avancerede egenskaber. Desuden er beamlinjen designet til analyser af biologiske og bioinspirerede materialer. Nye fødevarer og emballager I DanMAX kan man analysere fødevarer som kød, emulsioner, mejeriprodukter, slik og frugt samt skabe nye avancerede emballager. Udvikling af nye produkter kræver nemlig effektive og kraftfulde teknikker, der kan kortlægge produktets enkeltdele uden at ødelægge dem. 3D-røntgenbilleddannelse med høj kontrast er meget velegnet til at analysere væv (f.eks. svinefedt) og lette materialer og gør det muligt at følge processer og se strukturelle ændringer i fødevaren, mens de foregår, f.eks. under opvarmning og afkøling. Sikrere lægemidler Når man fremstiller en lang række lægemidler – f.eks. krystallinske lægemidler som paracetamol – er det afgørende, at man kan forstå og styre krystalliseringsprocesserne. Røntgendiffraktionsmetoder kan vha. DanMAX bruges til at overvåge udkrystalliseringen af stoffer fra en opløsning og til at følge kemiske ændringer som f.eks. optagelse af vand og indtørring under skiftende temperaturer og fugtighed. Med DanMAX bliver det muligt at studere de afgørende tidlige stadier af krystallisering og følge strukturelle ændringer over tid meget tættere, end forskerne er i stand til i dag. Større vindmøllevinger Vindmøllevinger er konstrueret med bl.a. fiberforstærkede kompositmaterialer, hvor de vigtigste materialeegenskaber er høj stivhed, trykstyrke og høj modstand mod materialetræthed. Undersøgelser i DanMAX med røntgentomografi kan visualisere fibrenes arkitektur i detaljer og give ny viden om, hvordan materialetræthed udvikles. Ved at styre disse egenskaber bliver det muligt at fremstille længere, lettere og mere holdbare vinger og dermed sænke prisen på strøm fra vindmøller. Tore Vind Jensen DTU Energi, Shutterstock Stærkere metaller Med røntgenmikroskopi kan man kortlægge korn, orienteringer, faser og lokale spændinger i polykrystallinske materialer som f.eks. metaller, keramikker og visse byggematerialer. Med DanMAX kan man etablere og afprøve materialemodeller og få en mere detaljeret forståelse af, hvordan metaller deformeres og hærdes, og hvordan dislokationer opstår. Det vil gøre det muligt at udvikle nye og mere holdbare materialer til bl.a. energi- og byggesektoren.
DYNAMO_46
To see the actual publication please follow the link above