Ultra-snabb röntgen ger nya insikter om material

Det är sista helgen innan jul och på Rådhustorget i Hamburg kryllar det av människor som myser bland granar och värmer sig med Glühwein. På bussen från tågstationen skymtar vi julmarknaden mellan husen, möjligtvis lite avundsjuka, för vi vet att vi troligen inte kommer hinna strosa runt där under vårt besök. Några kilometer därifrån ligger nämligen DESY, den tyska synkrotronanläggningen, och vår slutdesti­nation. Här är det betydligt lugnare, men skenet bedrar. På området pågår forskning i princip alla dagar året om, dygnet runt.

Inne vid en av mätstationerna slår vi ’läger’. Jo, det känns lite så. Vi bullar upp med mat, snacks och kaffe så klart, för att orka jobba effektivt under de långa dagarna. Vi är totalt fyra forskare från RISE och Chalmers, tillsammans med Åsa Östlund från Tree to Textile. Tunna kapillärer fylls med prov som utsätts för röntgenstrålning. Det är ett pilligt jobb, men som ger mycket information av materialet i slutändan.

Röntgenstrålning kan användas för att studera den molekylära strukturen, såsom kristallinitet, inuti ett material. På en synkrotronanläggning finns tillgång till en mycket fokuserad och koncentrerad rönt­gen­stråle, vilket möjliggör unik analys av material och fysikaliska förlopp. En mätning som på en labskale-röntgen tar tiotals minuter kan här göras på bråkdelen av en sekund. Resultatet blir att vi med hjälp av synkrotron-röntgen kan följa strukturförändringar i provet under en process, i realtid.

- Jag åkte ner för att förstå mer om cellulosastrukturen, som är materialet vi på Tree to Textile jobbar med, säger Åsa. Det ska bli spännande att se om vi kan fånga hur strukturen förändras när vi hanterar cellulosa från olika naturliga råvaror.

RISE har lång erfarenhet av synkrotronmätningar

Under tre dagar har vi dygnet-runt-tillgång till mätstationen. För att få det måste man söka ett halvår i förväg, något som RISE har mycket rutin på. Varje år genomför RISE flera synkrotron­besök på uppdrag av olika företag eller inom offentligt finansierade forskningsprojekt.

- Första gången du åker till en synkrotron så krävs det att du samarbetar med någon som gjort det förut, säger Shun Yu, röntgen-analysexpert på RISE. Just den här mätstationen har jag inte besökt förut, men jag har jobbat med röntgen-analys i 15 år, så efter en grundlig genomgång kan vi nu köra proverna själva.

Sista dagen är alla trötta, men väldigt nöjda. Efter sena kvällar och tidiga morgnar har mätningarna till slut gått som förväntat. Nu finns mängder av data att ta med hem för vidare analys, som kommer ge värdefulla insikter i det fortsatta samarbetet med Tree to Textile.

- Det har varit otroligt häftigt att få komma hit och se hur en sådan här stor anläggning faktiskt fungerar. Jag känner att jag fått en bättre förståelse för vilka typer av experiment som är möjliga, vilka frågeställningar man skulle kunna få svar på, och det tar jag med mig i mitt fortsatta arbete, avslutar Åsa.

Och hur blev det med julmarknaden? Jodå, vi hann med ett kort besök strax innan avresa. Minst sagt imponerande. Men jag undrar ändå om inte röntgenexperimenten var lite häftigare.

Besöket vid synkrotronanläggningen möjliggjordes av finansiering från Vinnova.