Den store fælleseuropæiske forskningsfacilitet ESRF i Frankrig har i går besluttet, at dets nye fyrtårnsprojekt bliver et 3D mikroskop. Mikroskopet er udviklet af en dansk professor for EU-midler til særligt talentfulde forskere.
EU har siden 2008 uddelt de såkaldte ERC Advanced Grants til særligt talentfulde forskere. Første gang DTU fik en sådan anerkendelse var i 2011, hvor professor Henning Friis Poulsen fik tildelt hædersbevillingen til udvikling af et nyt røntgenmikroskop, der ikke blot kigger på overfladen af materialer, men ind i tingene.
”Ved at kopiere teknikker fra et elektronmikroskop har jeg gjort det muligt med røntgenmikroskopet at se, hvad der sker inde i et materiale. Det er som at se en 3D-film, der både har en høj opløsning med knivskarpe billeder – og er i stand til at opfange de hurtige ændringer, der sker, når et materiale påvirkes under brug”, forklarer Henning Friis Poulsen, DTU Fysik.
På den store forskningssynkrotron ESRF i Frankrig, som ejes af 22 lande i fællesskab, fik han lov til at oprette en ”lille sandkasse”, hvor han kunne bygge sit mikroskop og få det til at fungere i praksis ved hjælp af røntgenlys fra synkrotronen. Det har han og hans team arbejdet på at udvikle og forfine gennem de sidste 6 år.
Helt nye muligheder for at forstå og udvikle nye materialer
”Mikroskopet åbner for nye muligheder for forskningen i materialer og deres anvendelse. Vi kan nu kigge ind i et materiale eller en komponent uden først at skulle skære det op og derved påvirke dets struktur. Lang de fleste hårde materialer såsom metaller, keramikker, byggematerialer, sten og is består ligesom en menneskekrop af mange forskellige elementer. For menneskets vedkommende er det dna, molekyler, celler osv. På samme måde er der mange forskellige elementer og skaler i hårde materialer, der er afhængige af og påvirker hinanden. Den dynamik vil vi gerne kunne se inde i et materiale, mens det er i brug, hvilket fremover bliver muligt i det mikroskop, vi har udviklet”, forklarer Henning Friis Poulsen.
Materialeforskning og udvikling af nye produkter har hidtil været en langsommelig proces, der i vid udstrækning har bygget på trial-and-error. Forskere og industrielle udviklere har lidt forenklet sagt prøvet sig frem, indtil de fandt en løsning, der virkede. Den udviklingsproces vil fremover kunne reduceres kraftigt, hvis design af materialer og produkter i stedet kan baseres på computermodeller. Det kræver dog bedre materialemodeller, som det nu bliver muligt at udarbejde. Resultatet kan eksempelvis betyde, at vi fremover vil få forbedrede batterier, flere emner fremstillet af 3D print og sensorer med bedre egenskaber.
Henning Friis Poulsens ERC Grant udløber i november 2017. ESRF har imidlertid allerede nu besluttet sig for, at teknikken i det første mikroskop, der stod klar i 2016, er så lovende, at de vil opnormere det til et såkaldt flagskibsprojekt.
”Jeg er naturligvis både stolt og glad over, at bevillingen af midler fra EU har givet et så konkret resultat. Som forsker er det fantastisk at se ens arbejde blive udmøntet i et røntgenmikroskop, som straks får status af europæisk spydspids projekt”, siger Henning Friis Poulsen.