Wednesday 5 andreas lasesson max iv laboratory

Preview:

DESCRIPTION

 

Citation preview

The MAX IV LaboratoryAndreas Lassesson, 8 May 2013

The MAX IV Laboratory

● A national laboratory at Lund University

● Financed by the Swedish Research Council

● Annual budget of €11M● Consists of present MAX‐lab and the MAX IV project

● Nearly 1000 users each year ● Materials Science

What is a synchrotron facility?● An accelerator of electrons

● Produce electromagnetic radiation from infrared to hard X‐rays

● Used for materials science

Basics of synchrotron facilities

What properties can be studied?

Structure

Chemistry

Protein structureNanomaterialsPolymersCompositesImaging (at MAX IV)...

Trace elementsOxidation statesReactions...

What materials can be studied?

● Biomaterials: bone, implants, prosthesis etc.

● Biomolecules: proteins etc.

● Semiconductors

● Liquids: oil, emulsions etc. 

● Polymers: plastics etc.

● Chemicals: catalysts etc. 

● Fossils

MAX‐lab

● Three synchrotron rings: MAX I –III

● Producing radiation from infrared to hard X‐rays

● 15 Beamlines for various experiments

2016: The MAX IV facility● Largest research infrastructure project in Sweden 

● Will form a world leading centre for Materials Science in Lund together with ESS 

● Will attract researchers and companies from the entire world

Linac (300m) ‐ 2014

1.5 GeV ring (96m) ‐ 2016

3 GeV ring (528m) ‐ 2015

The layout of MAX IV

What is so special about MAX IV?● Constructed using novel accelerator technology developed in Lund

● Will be the brightest source of soft X‐rays in the World

● Enables:– Very fast measurements– Dilute samples– Very small samples– Imaging– Etc. 

MAX IV and ESS 

● Will form a Materials Science hub in Southern Sweden

● The Science Village will be built around the facilities

● Thousands of researchers visiting annually

● Cross‐road between academic research and industrial R&D

The Science Village

● fgdgh

The MAX IV budget● Total cost for buildings: €250M 

● Costs for accelerators €150M provided by four organisations:– Swedish Research Council– VINNOVA ‐ Sweden’s Innovation Agency– Lund University– Region Skåne

● The first seven beamlines (€60M):– Knut & Alice Wallenberg Foundation– Swedish Universities

● 8th beamline “FinEst” funded by Estonia and Finland (€3M)

● Additional beamlines under negotiation within Sweden and internationally

What properties can be studied?● Largest research infrastructure in Sweden 

● Will attract researchers world‐wide to Lund

● Constructing the MAX IV

The first 7 beamlines at MAX IV

● FemtoMAX: ultrafast chemical reactions

● NanoMAX: 10 nanometer resolution, nanomaterials

● Balder: chemical processes, trace elements

● BioMAX: structures of biomolecules

● VERITAS: sub‐nanometer and femtosecond dynamics

● ARPES:  nanosystems, new materials, semiconductors etc.

● HIPPIE: surface science, catalysis, corrosion, semiconductor research, et.

The first 7 beamlines at MAX IV

| 17

Macromolecular Crystallography (MX)

X‐ray

diffraction

diffractionpattern

protein crystal

protein structure

More than 70 000 protein structures resolved with MX

New clues for treatments of heart disease

● Muscle cells are controlled through rising and falling levels of Calcium ions within the cell

● Calcium controlled by a membrane protein (SERCA)

● Reduced functionality of the SERCA pump associated with heart disease

● Researchers investigated SERCA at MAX‐lab 

● Published in Nature in March 2013

Novo Nordisk

Underwood et al., The Journal of Biological Chemistry, Vol. 285, pp. 723–730

Blue ribbon: Glucagon-like Peptide-1 (GLP-1)

GLP-1 stimulates insulin production in the human body• Reduces and controls blood sugar• Reduces body weight

Structure of GLP-1 together with receptor GLP-1R solved using the MX beamline at MAX-lab

The GLP-1 analog Liraglutide is marketed as the type-2 diabetes drug Victoza by Novo Nordisk.

XAS (X‐ray Absorption Spectroscopy)

X‐rays

Sample: • Liquid• Solid• Biomaterial• Polymer• Wood• ...

Sensitive to the chemical surroundings of transition metals:• Oxidation states• Coordination number• Bond lengths• ...

Imaging at MAX IV

Method: Imaging in 2D & 3D

Scientific scope:• Physiological and morphological characterization of tissue samples and entire organs• micro‐localization of toxic elements and tumor‐targeting molecules in tissue• in‐vivo imaging of small animals 

Sectors:Life science, biological science incl. food, wood and plant science 

Commercial users

| 23

Industry usage per sector (2012)

More than 1000 hours of commercial beamtime, but less than 2% of the total beamtime ...

13/05/201324

An Industry Liaison Office for MAX IV

Industrial Liaison Office

Company

Beamline scientists

• Discussing initial problem• Negotiating legal agreement• Introductions to scientific staff• Quotes for beamtime• Science Link

Technicians etc.

Also working towards general public and industry, e.g. visiting industry fairs etc. 

• In‐depth scientific discussions• Planning beamtime• Sample preparation• Tutoring company users• Performing experiments• Data analysis

13/05/201325

Industrial Liaison Office

Company

Beamline scientists

Technicians etc.

Mediating company

Industry Liaison Office & Mediator

The construction work● Started in Spring of 2011

● Will be finished in 2016

April 2011

Photo: Perry Nordeng

November 2011

Photo: Perry Nordeng

April 2012

Photo: Perry Nordeng

July 2012

Photo: Perry Nordeng

August 2012

Photo: Perry Nordeng

December 2012

Photo: Perry Nordeng

Linac tunnel completed● Installation of the accelerator has started April 2013

April 2013

Photo: Perry Nordeng

April 2013

Photo: Perry Nordeng

2016: Inauguration!● At noon local time on the 21 June 2016

● The brightest time of the day on the brightest day of the year for the brightest light source in the world!

Thank you!

Contact:Andreas Lassesson

Andreas.Lassesson@maxlab.lu.se

www.maxlab.lu.se

Recommended