Una nuova stazione sperimentale (linea di luce) ha iniziato le operazioni presso la National Synchrotron Light Source II (NSLS-II), una struttura per gli utenti dell'Office of Science del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) presso il Brookhaven National Laboratory del DOE. Chiamato la linea di luce per la misurazione dei materiali (BMM), offre agli scienziati una tecnologia all'avanguardia per l'utilizzo di una tecnica classica di sincrotrone:la spettroscopia di assorbimento dei raggi X.

"Ci sono questioni critiche in tutte le aree della scienza che possono essere risolte usando la spettroscopia di assorbimento dei raggi X, dalle scienze energetiche e catalisi alla geochimica e alla scienza dei materiali, " ha detto Bruce Ravel, un fisico presso il National Institute of Standards and Technology (NIST), che ha costruito e gestisce BMM attraverso una partnership con NSLS-II.

La spettroscopia di assorbimento dei raggi X è una tecnica di ricerca sviluppata negli anni '80 e, da allora, è stato in prima linea nella scoperta scientifica.

"Il motivo per cui usiamo questa tecnica da 40 anni e il motivo per cui il NIST ha costruito la linea di luce BMM è perché aggiunge un grande valore alla comunità scientifica, "Spiega Ravel.

Il primo gruppo di ricercatori a condurre esperimenti alla BMM proveniva dal produttore di motori a reazione Pratt &Whitney. L'ingegnere senior Chris Pelliccione e i suoi colleghi hanno utilizzato BMM per studiare la chimica dei motori a reazione.

"Abbiamo studiato i rivestimenti ceramici a barriera termica utilizzati nei motori a reazione, ", ha detto Pelliccione. "A causa della temperatura e della pressione estreme in cui operano questi componenti, i dati di questa indagine ci aiuteranno a progettare per la durabilità. Il nostro esperimento al BMM è stato progettato per comprendere alcune delle interazioni chimiche in modo più dettagliato per i programmi di oggi e per le nuove scoperte di domani".

Accoppiando il design avanzato di BMM con la luce a raggi X ultra brillante di NSLS-II, gli scienziati di Pratt &Whitney sono stati in grado di determinare la distribuzione spaziale delle interazioni chimiche nel rivestimento.

"Avevamo bisogno di una linea di luce con una piccola dimensione del raggio focalizzata e un flusso elevato per ottenere la qualità dei dati che ci interessava, " ha detto Pelliccione. "BMM offre entrambe queste capacità e le nostre misurazioni hanno avuto molto successo. Siamo stati in grado di estrarre informazioni preziose sui rivestimenti che non sono facilmente accessibili attraverso altre tecniche di ricerca".

Pratt &Whitney ha condotto i suoi esperimenti presso BMM durante la fase finale di "messa in servizio" della linea di luce, e la ricerca di alto livello ha lanciato BMM in operazioni generali.

"Speriamo di sfruttare le fantastiche linee di luce che sono già attive e funzionanti a NSLS-II, così come quelli che saranno presto online, " ha concluso Pelliccione.

Ravel ha aggiunto, "È stato incredibilmente gratificante inviare a casa Pratt &Whitney con dati così preziosi. È una parte molto importante della missione del NIST lavorare con le aziende e promuovere l'innovazione e la competitività industriale degli Stati Uniti".

NSLS-II è una delle sorgenti di luce di sincrotrone più recenti e avanzate al mondo. NSLS-II ha attualmente 26 linee di luce in esercizio e tre in fase di commissioning e costruzione. La struttura ha spazio per la costruzione di ulteriori 30 linee di luce. Con l'obiettivo di "vedere" viste dettagliate delle reazioni chimiche, NSLS-II ha collaborato con il NIST per sviluppare e gestire tre linee di luce:SST-1, SST -2 e BMM—a NSLS-II.