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    Nova instalação de difração de pó síncrotron para experimentos de longa duração

    Os principais componentes estão na grande mesa de granito. Crédito:Claire A. Murray et al

    As linhas de luz síncrotron e seus instrumentos são construídos para aproveitar a potência do feixe de fótons da radiação síncrotron (SR), que tem propriedades especiais - idealmente adequado para fornecer informações estruturais detalhadas e precisas que são difíceis de obter de fontes convencionais. O modus operandi comum para tais instalações é que os usuários recebem uma curta duração do tempo de feixe, normalmente de algumas horas a alguns dias, no qual realizar seus experimentos.

    Com os avanços tecnológicos em instrumentação, detecção, poder de computação, automação e acesso remoto, As instalações de SR estão desenvolvendo novos modos de acesso, projetado para aumentar a velocidade, eficiência e rendimento dos experimentos do usuário, como nas linhas de luz macromoleculares na Stanford Synchrotron Radiation Light Source nos EUA e na Diamond Light Source no Reino Unido.

    Contudo, há uma classe de experimentos que são cada vez mais excluídos por esses desenvolvimentos, que, no entanto, poderia se beneficiar muito com a aplicação de SR. Por exemplo, alguns materiais sofrem reações de transformação muito lentas, enquanto outros demoram para exibir os efeitos da cura, envelhecimento ou uso repetido. Esses processos podem ser sutis ou levar de semanas a meses ou mesmo anos para mostrar manifestação grosseira ou executar até a conclusão.

    No momento, o processamento off-line antes e depois das medições SR é a norma, mas valiosas informações estruturais sobre o crescimento, a mudança e as fases intermediárias podem ser perdidas ou mesmo perdidas. Há, portanto, uma necessidade clara de uma instalação que permita o estudo de processos lentos.

    Em um artigo publicado recentemente por cientistas relatando sobre uma nova instalação LDE construída para esse fim, que foi projetado para atender às necessidades de uma ampla e diversificada gama de investigações científicas. A nova instalação assume a forma de uma estação final adicional especialmente construída para a linha de luz de difração de pó (I11) de resolução ultra-alta e resolvida no tempo existente em Diamond. A nova estação final é dedicada a hospedar até 20 experimentos de longo prazo (semanas a anos), tudo funcionando em paralelo.

    Para demonstrar a eficácia desta nova instalação, são apresentados os resultados do comissionamento de dois casos científicos contrastantes. Em primeiro, seguiu-se a lenta precipitação in situ da meridianiita mineral de sulfato de magnésio hidratado a partir de uma solução aquosa. Acredita-se que a fase hidratada esteja disseminada na superfície de Marte e foi formada dentro de uma célula de baixa temperatura especificamente projetada. No segundo estudo, a estabilidade a longo prazo do material de estrutura metal-orgânico NOTT-300 foi investigada. Este é um potencial material supramolecular para captura de gases de efeito estufa. Os resultados iniciais mostram que a instalação é capaz de detectar a evolução da fase e mudanças estruturais detalhadas e é adequada para muitos sistemas aplicados e materiais funcionais de interesse. O surgimento de novas ciências a partir de experimentos em andamento é esperado em breve.

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