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

SAXS-WAXS laboratory beamline front view. © Baohu Wu / JCNS-MLZ

Das maßgeschneiderte Klein- und Weitwinkel-Röntgenstreuinstrument (SAXS/WAXS) von XENOCS ist seit Ende 2021 im 45 m² großen SAXS-Labor installiert. Als eines der leistungsstärksten hauseigenen SAXS-Instrumente der Welt bietet es hochkomplementäre experimentelle Möglichkeiten zu unserem SANS und anderen Neutroneninstrumenten. Das Labor ist außerdem mit Probenvorbereitungstischen, Probenumgebungsplattformen und verschiedenen unterstützenden Einrichtungen ausgestattet.

Als junges Mitglied unserer Kleinwinkelstreuinstrumente, die Röntgenstrahlen als Strahl verwenden, ist KWS-X mit einer Metallstrahlquelle mit hohem Fluss und einem beweglichen Eiger 2R 4M SAXS-Detektor ausgestattet. Mit einem zusätzlichen 4-achsigen motorisierten WAXS-Detektor und Bonse-Hart USAXS kann der Streuvektor q einen weiten Bereich von 0,0002 bis 7 Å^-1 abdecken. Im Vergleich zu anderen Instrumenten umfasst es auch eine große Probenumgebungsstation, die unter Umgebungsdruckbedingungen verwendet werden kann. Zahlreiches Zubehör für die Probenumgebung ermöglicht die Durchführung von Experimenten bei Temperaturen von -150^oC bis 1000^oC, unter Scherung, Zug usw.

Die KWS-X SAXS-WAXS-USAXS-Strahllinie wurde in Betrieb genommen und im April 2023 offiziell für Benutzer geöffnet. Sie ist nicht nur eine ergänzende Methode zu SANS, sondern bietet Benutzern auch Testdienste vor Experimenten an Neutronenstreuinstrumenten (SANS-Instrumente KWS-1, KWS-2, KWS-3 und andere Neutronenstreuinstrumente). Dies wird Benutzern erheblich dabei helfen, Neutronenstreuproben zu optimieren und die Effizienz von SANS-Experimenten erheblich zu verbessern. Darüber hinaus kann KWS-X auch Röntgenstrahlen verwenden, um große Neutronenprobenumgebungen zu debuggen.

Technische Daten

Features

Probenumgebung, Add-ons und Laborgeräte

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