KWS-X: Die SAXS/WAXS-Labor-Beamline

Röntgenquelle
• MetalJet D2+ von Excillum
• Ga anode 250W 70kV 3.57 mA 20×80 μm
• Flux
~2.45×109 ph/s Full beam model;
~ 6.16×108 ph/s High Flux (HF) model;
~ 8.09×107 ph/s High Resolution (HR);
~ 1.77×106 ph/s Ultra High Resolution (UHR)

Optik und Kollimation
• FOX 3D Galium-Multilayer-Optik
• Leicht fokussierende Optik
• Vier motorisierte unabhängige Klingen pro Schlitzsatz (S1, S2 und S3)
• S1 + S3: Kollimationslänge > 1.9 m (Probenkammer order BioCUBE)
• S1 + S2: Kollimationslänge > 1.3 m (XL-position)

SAXS-Detektor: Dectris Eiger2R 4M
• Pixelgröße: 75×5 µm²
• 4,5 Millionen Pixel
• Sensitive Area: 155×163 mm²
• Module (W x H): 2×4
• Zählratenfähigkeit: 10⁷ ph/s/pixel
• Q-Xoom: Bewegungsdetektor im Vakuum
• Abstand zwischen Probe und Detektor > 1.8 m

WAXS Detektor: Dectris Eiger2R 500K
• Pixelgröße: 75×75 µm²
• Motorisiertes 4-Achsen-WAXS für simultane 2D-WAXS-Messungen

BONSE-HART USAXS
• Monochromator: 2-bounce Bartels Si(111)
• Analyzer: 4-bounce-Si(111) Kanalschliff-Kristalle

Großer Q-Bereich
• SAXS: 0.0015 Å^-1 < q < 5 Å^-1
• USAXS: q_min < 0.0002 Å^-1
• WAXS: q_max > 7 Å^-1

Hoher Fluss und niedriger Hintergrundpegel
• Möglich für zeitaufgelöste Experimente im ‘Sekunden’-Niveau

Drei Hauptmesspositionen mit maximaler Flexibilität
• Probenkammer, Biocube und XL-Position
• Messungen sowohl im Vakuum als auch in der Luft
• Modularer Umbau verschiedener Einstellungen Standardposition in der Kammer + BioCUBE + XL-Umgebung für große Proben
• Viel Platz für große Probenumgebungen.

Inline-Probenvisualisierung
• 2xCCTV Inline-Kamera + 3 Übersichtskameras + 1 Endoskop
• Bildverarbeitungstechnologie

Standardprobenhalter
• 27 Positionen 1,5-mm-Kapillarenhalter
• 27 Positionen 2,0-mm-Kapillarenhalter
• 25 Positionen Feststoffprobenhalter
• 61 Positionen Feststoffprobenhalter
• 15 Positionen Pulver/Gel-Probenhalter
• 8 Positionen Pulver/Gel-Kapsel-Probenhalter (0,5 mm und 1 mm Abstandhalter)

Temperaturkontrollierter Probenhalter
• Mehrzweck-Temperatur-Stufe (- 30 bis- +150^oC)
• Mehrfach befüllbarer Kapillarenhalter mit Temperaturkontrolle (-10^oC bis +80^oC)
• Linkam Temperatur-Probentisch MFS350 (Kapillaren & Flachzellen, -150 ^oC bis +350^oC)
• Linkam Erweiterter Hochtemperatur-Probentisch (RT bis 1000^oC)

Durchflusszellen
• Rauscharme Durchflusszelle (SiN-Fenster)
• Kapillar-Durchflusszelle aus Glas (ID von 1 mm bis 2,5 mm)
• Kapillarflusszellen aus Polycarbonat (ID 2 mm)
• Zusammenbau und Reinigung der BioCUBE-Durchflusszelle, des Pumpensystems und des HPLC-Anschlusses

Shear und Rheo-SAXS
• Linkam Shear-Cell System (-50 bis 350^oC)
• Anton paar Rheometer- Polyconbonate double-cylinder-shearing system

Tensile
• Linkam Modular Force Stage

Surface and interface
• Standard and advanced GISAXS/GIWAXS module

Feuchtigkeitskontrolle
• Xenocs Feuchtigkeitskontrolle und Generator (1 RH% bis 95 RH%)

Magnetic field
• Permanentmagnet (Halbach)-Arrays

UV/Vis
• In-line UV/Vis spectrometer for BioCUBE

pH control
• Metrohm Titrationssystem und Reaktionszelle, pH-Counter-Ionenkontrollsystem

BIOSAXS system
• BioXolver and Cart for auto sample loading robot plus capillary flow cells

SEC-SAXS
• In line SEC-SAXS set up by conbination of a HPLC system and the BioCUBE flow cell.

Add-ons
• Linkam T96 Controller und Flüssigstickstoffpumpe
• XL Große Probenumgebungsstation, Kapazität > 100 kg
• Zusätzliche Rotationsfähigkeit für den XL-XZ-Tisch
• Metrohm Titrationssystem und Reaktionszelle, pH-Counter-Ionenkontrollsystem
• mT-Jumping und stopped flow/ UV-Vis/ Fluorescence

Weitere Probenumgebungen von unserem Neutroneninstrument können mit unseren Neutronenprobenumgebungen geteilt werden. User können auch ihre eigene Probenumgebung mitbringen.

Laborgeräte
• MIG-O-MAT Lötstar 141: Micro Soldering and Welding Unit for capillary sealing
• Julabo F25-HE Kälte-Umwälzthermostat
• IKA VORTEX 3 und Zubehör
• Reglo ICC Digital Peristalti Pump
• Mikro Hämatokrit (kapillar) Zentrifuge
• Laborkühlschrank
• Variomag Mini Rührer
• PC 3001 VARIOproVARIO Chemie-Pumpstand
• Metrohm pH Meter 913
• IKA Magnetrührer mit Heizung
• Emag 12 HC ultrasonic cleaner 100 W 1.2 l
• PCE-BT 200 Präzisionswaage Wägebereich (max.) 210 g

Leben und Medizin
• Struktur und Wechselwirkungen von Proteinen, Nukleinsäure
• In-situ-Überwachung von Konformationsänderungen von Proteinen, Proteinaggregation
• Charakterisierung von monoklonalen Antikörper-Protein-Antigen-Wechselwirkungen
• Hierarchische Strukturen von Biomaterialien, z. Kollagen, Chitosan
• Drug-Delivery-Systeme auf Basis von Nanopartikeln, Vesikeln oder Liposomen

Polymer und weiche Materie
• Struktur von Polymeren, Kolloiden, Hydrogelen, Tensiden und Micellen
• In-situ-Kristallisation von halbkristallinem Polymer
• Phasenbestimmung von selbstorganisierten Blockcopolymeren oder flüssigkristallinen Polymeren
• Test von Zugeigenschaften des Polymers oder Nachverfolgung des Kristallinitätsgrades
• Mikroemulsionen, komplexe Flüssigkeiten …
• Kolloide, Nanokomposite, Polymergele …

Werkstoffkunde
• Struktur von Fasern, Membranen, dünnen Filmen und Nanokompositen …
• Aerogele, Silikaschäume, Beschichtungen
• Mikro- und mesoporöse Materialien, Zemente, Metalle und Legierungen
• Kristallbildung während der Abscheidung von Perowskiten und anderen Energiematerialien

Lebensmittelwissenschaft
• Beobachtung der Größe, Form und Stabilität von Fettkügelchen in Milchprodukten nach Alterung, Trocknung und Verdauung
• Kristalline Fraktion und lamellare Struktur in Stärke
• Struktur und Größe von Polysacchariden und Proteinen in hydratisierten Systemen
• Oleo-Gelator-Netzwerk

Die KWS-X SAXS-WAXS-Strahllinie lädt Universitäten, Forschungsinstitute und Industrien weltweit zur Bewerbung ein. Derzeit gibt es drei Möglichkeiten zur Bewerbung:

• Über den MLZ-Neutronenstreuungsvorschlag: Wenn Sie einen Neutronenstreuungsstrahlzeitvorschlag über das MLZ-System einreichen, können Sie auch die KWS-X SAXS-WAXS-Strahllinie als zusätzliche Methode im Ghost-System beantragen. Wenn Ihr Neutronenvorschlag angenommen wird und keine technischen Probleme vorliegen, wird auch Ihr KWS-X-Antrag genehmigt.

• Direkte Bewerbung durch Zusammenarbeit: Sie können sich direkt für KWS-X-Strahlzeit in Zusammenarbeit bewerben. Es wird empfohlen, vor der Bewerbung den Instrumentenmanager zu konsultieren. Nach der Genehmigung kann das Experiment per Fernzugriff durch Senden von Proben oder vor Ort durchgeführt werden.

• Für Industrienutzer: Industrienutzer können sich gerne direkt an uns wenden, um Zugang zu den Instrumenten zu beantragen.