Opis projektu
Ultraszybki mikroskop rentgenowski do trójwymiarowego badania nanoświata
Badacze z finansowanego ze środków UE projektu 3DX-FLASH chcą opracować mikroskop rentgenowski z funkcją trójwymiarowego filmowania procesów o rozdzielczości czasowej przewyższającej o kilka rzędów wielkości dostępne obecnie najnowocześniejsze technologie. Nowy mikroskop wyeliminuje potrzebę obracania próbki. Jego działanie polegać będzie na pobieraniu trójwymiarowych informacji o próbce z pojedynczego błysku promieniowania rentgenowskiego poprzez rozdzielenie go z rozdzielczością kątową na dziewięć wiązek, które jednocześnie oświetlą próbkę. W przypadku wykorzystania intensywnych źródeł promieniowania rentgenowskiego, takich jak źródło synchrotronowe czy rentgenowskie lasery na swobodnych elektronach mikroskop powinien umożliwić filmowanie naturalnych procesów z rozdzielczością femtosekundową w zakresie od mikrometra do nawet nanometra. Zespół projektu chce zademonstrować możliwości mikroskopu na przykładzie podstawowych procesów zachodzących we włóknach celulozy – odnawialnym materiale biologicznym o dużym potencjale do zastąpienia tworzyw sztucznych.
Cel
I aim to develop an X-ray imaging technique capable of filming processes in 3D, with a temporal resolution several orders of magnitude faster than up-to-date 3D X-ray imaging techniques.
The unique penetration power of X-rays allows us to study systems in their native environment. This property has led to the development of X-ray microtomography (µCT). µCT acquires 3D information, which determines the functionality and mechanical properties of nature, by rotating a sample with respect to the X-ray source. µCT is a crucial tool for several scientific disciplines such as physics, biology, and chemistry.
Over the last decade, µCT has become a technique capable of not only recording 3D information but also filming dynamical processes. Several breakthroughs have made this possible: i) intense X-ray sources (synchrotron light sources), ii) efficient and fast X-ray detectors, and iii) fast 3D reconstruction algorithms. Despite all of these developments, the acquisition protocols remain unchanged, i.e. the sample is only rotated faster. This fast rotation introduces forces which may alter the studied dynamics and ultimately limit the achievable temporal resolution.
My project is to establish an X-ray microscope that avoids the sample rotation, obtaining 3D information from a single X-ray flash by splitting it into nine-angularly resolved beams which illuminate the sample simultaneously. This approach, when implemented at intense X-ray sources such as synchrotron light sources and X-ray free-electron lasers, will allow the filming of natural processes with micrometer to nanometer resolution and resolve dynamics from microseconds to femtoseconds. To demonstrate its capabilities, I will study fundamental processes in cellulose fibers, a renewable biomaterial, which can replace fossil-based materials, such as plastics. This technique will open up the possibility to film dynamics in 3D to answer questions coming from industry and natural sciences at rates not accessible today.
Dziedzina nauki (EuroSciVoc)
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Klasyfikacja projektów w serwisie CORDIS opiera się na wielojęzycznej taksonomii EuroSciVoc, obejmującej wszystkie dziedziny nauki, w oparciu o półautomatyczny proces bazujący na technikach przetwarzania języka naturalnego.
Aby użyć tej funkcji, musisz się zalogować lub zarejestrować
Program(-y)
Temat(-y)
System finansowania
ERC-STG - Starting GrantInstytucja przyjmująca
22100 Lund
Szwecja