el sincrotróalba i les...
TRANSCRIPT
![Page 2: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/2.jpg)
La llum de sincrotró
El sincrotró ALBA
Aplicacions
![Page 3: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/3.jpg)
La llum de sincrotró
La radiació electromagnètica = llum
![Page 4: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/4.jpg)
Per observar els detalls d’un objecte, la longitud d’onda de la “llum” ha de ser menor que la mida dels detalls que volemobservar,
λ <<<< menor que els detalls
La font lluminosa ha de ser prou intensa
La llum visible (λ entre 300 nm i 700 nm) és suficient per alsobjectes usuals: Amb un microscopi podem observar objectes més grans que 1 µm
Però això no és suficient per a objectes més petits, commolècules o àtoms -> necessitem raigs X ( λλλλ ~ 1 Ǻ ó 0.1 nm)
La llum de sincrotró
![Page 5: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/5.jpg)
La llum de sincrotró
Degut a que la velocitat de la llum no és infinita, quan una càrrega canvia la seva
velocitat, genera una pertorbació en el camp elèctric. Com que una càrrega que es mou
genera també un camp magnètic. El vector de Poynting és diferent de zero i es
genera un flux d’energia o radiació.
![Page 6: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/6.jpg)
La llum de sincrotró
La potència total emesa per una càrrega total al ser accelerada.
càrrega accelerada NO relativista
![Page 7: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/7.jpg)
La llum de sincrotró
a.
(factor de Lorentz)
càrrega accelerada relativista
![Page 8: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/8.jpg)
La llum de sincrotró
)(BBBBvvvvEEEEFFFF rrrr
×+= q
EEEEr BBBBr
![Page 9: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/9.jpg)
La llum de sincrotró
Neix el concepte de sincrotró
e-e-
e-
camp magnètic constant
camp elèctric oscil·lant(cavitat de radiofreqüència)
llum de sincrotró
![Page 10: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/10.jpg)
La llum de sincrotró
Obtenim raigs X enlloc d’ones de ràdio a causa dels efecte sDoppler i relativistes
2
2
3
m
BeEc
γh=
)()(6650.0)( 2 TBGeVEkeVE ec =
Alba accelera els electrons a 3 GeV, quan passen per un imantde curvatura de 1 Tesla generen fotons de:
keVEc 985.5= Å1.2=cλo(raigs X)
En un electroimant de curvatura
![Page 11: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/11.jpg)
Onduladors i wigglers:dispositius d’insercióamb períodes magnètics.
La llum de sincrotró
Podem obtenir raigs encaramés intensos amb una sèrie d'imants permanents
![Page 12: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/12.jpg)
La llum de sincrotró
Imant de curvatura
Wiggler(sumem N intensitats)
Ondulador(diferents períodes
magnètics interfereixencoherentment)
![Page 13: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/13.jpg)
1 eV 10 eV 100 eV 1 keV 10 keV 100 keV
Energy
1013
1014
109
1010
1011
1012
10000 1000 100 10 1 0.1
Wavelength (Å)
108
107
Numberof photonsfotons/s Longitud d’ona (Å)
SINCROTRÓ
TUB DE RAIGS X
SOL
energia fotó
λν c
hhE =⋅=
La llum de sincrotró
![Page 14: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/14.jpg)
Polaritzada linealment en el pla de l'òrbita i es potmanipular amb el dispositius d'inserció
La llum de sincrotró
100 ps
20 ns
Té estructura temporal
![Page 15: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/15.jpg)
La llum de sincrotró
Alt flux i brillantor
Ampli rang de longituds d'ona
La polarizació és definida i adjustable
Estructura temporal
![Page 16: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/16.jpg)
Fontd'electrons
LINAC
Propulsor (Booster)Anelld'emmagatzematge
Línies de llum
El sincrotró ALBA
![Page 17: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/17.jpg)
19-02-07 28-05-07
28-08-2007 7-11-07
El sincrotró ALBA
![Page 18: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/18.jpg)
23-07-0820-01-08
8-11-08 13-03-09
El sincrotró ALBA
![Page 19: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/19.jpg)
El sincrotró ALBA
![Page 20: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/20.jpg)
Propulsor (Booster):3 GeV, 250 msimetria 4
Linac: 100 MeVa 3 GHz
Anell d'emmagatzament:3 GeV, 268 m16 cel.lessimetria 416 seccions rectes de8m, 4.4m i 2.6 m de llarg
El sincrotró ALBA
Alba accelera electrons
![Page 21: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/21.jpg)
Acceleració inicial (Linac)
El sincrotró ALBA
![Page 22: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/22.jpg)
� Per accelerar a altes energies ja no podem fer serv ir voltatge constant� Hem d’anar a voltatges d’alta freqüència: 500 MHz – 3 GHz
F(t) = q E(t)
Sincronitzar el pas dels electrons amb el pic de l’ona del camp elèctric
Cavitat de RF(semblant a un microones)
El sincrotró ALBA
Acceleració inicial (Linac)
![Page 23: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/23.jpg)
LINAC: de 0.1 a 100 milions de volts en 10 mv de 60% a 99.998% de c
El sincrotró ALBA
Acceleració inicial (Linac): discretitza els electrons
![Page 24: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/24.jpg)
El sincrotró ALBA
Acceleració inicial (Linac)
![Page 25: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/25.jpg)
Anell propulsor (Booster)
El sincrotró ALBA
![Page 26: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/26.jpg)
Cavitat RF
Imant dipolar
Imants focalitzants
Cavitat RF
Imant dipolar
BOOSTER: 100 MeV a 3 GeV
v de 99.998% a 99.99999855% de c
� Accelerador circular� RF per augmentar l’energia� Imants per mantenir els electrons circulant
El sincrotró ALBA
Anell propulsor (Booster)
![Page 27: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/27.jpg)
El sincrotró ALBA
Anell propulsor (Booster)
![Page 28: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/28.jpg)
Anell d'emmagatzematge
El sincrotró ALBA
![Page 29: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/29.jpg)
Anell d'emmagatzematge
El sincrotró ALBA
Centenars de bombes iòniques mantenen un buit de 10-10 mbar
![Page 30: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/30.jpg)
32 dipols (1.42 T)
120 sextupolsde 150 mm,
128 quadrupols de 500 mm
més de 100 correctors
El sincrotró ALBA
![Page 31: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/31.jpg)
6 estacions de ràdiofreqüència per a l'anell d'emmagatzament
El sincrotró ALBA
![Page 32: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/32.jpg)
Anell d'emmagatzematge
El sincrotró ALBA
![Page 33: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/33.jpg)
• High intensity
1900 1920 1980 2000
1x1010
1x1015
1x1020
Bril
lant
or[p
h/s/
mra
d2 /m
m2 /0
.1%
bw]
1. Generació
Tubs de raig X
2. Generació
3. Generació
Alba és un sincrotró de 3 a generació
El sincrotró ALBA
![Page 34: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/34.jpg)
ALBA
SOLEIL
ESRF
ELETTRA
DIAMOND
SRS
MAX-LABASTRID
SLS
DELTA
ELSA ANKA
BESSY
DESY
SIBERIA-1
SIBERIA-2
Europa: 18
Amèrica: 14
Asia: 28
Oceania: 1
> 60 sincrotrons arreu del món !
El sincrotró ALBA
![Page 35: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/35.jpg)
El sincrotró ALBA
![Page 36: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/36.jpg)
El sincrotró ALBA
![Page 37: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/37.jpg)
raigs X
electrons
Línea de llum
![Page 38: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/38.jpg)
Magnetisme: magnetisme de superfícies i estructura magnètica.
Dicroisme magnètic (XMCD/XMLD) i dispersió ressonant
BOREAS (EU-71)
29
Nanociència i visualització de dominis magnètics (PEEM) o química de superfícies (NAPP).
Microscòpia i espectroscòpia de fotoemissió (PEEM) i a prop de pressions atmosfèriques (NAPP)
CIRCE(EU-62)
24
Estructura atòmica de materials, difracció amb resolució temporal. Reaccions químiques
Espetroscòpies d'absorció i d'emissióCLÆSS(MPW-80)
22
Estructura atòmica de proteïnes o ADN o els seus complexos.
Cristal·lografia macromolecularXALOC(IVU-21)
13
Estructura i transformació de fase de fibres biològiques, polímers, macromolècules i solucions.
Difracció no cristal·linaNCD(IVU-21)
11
Tomografia criogènica de mostres biològiques. Espectroscòpia amb resolució espacial.
Microscòpia de raigs X MISTRAL(BM)
9
Estructura atòmica de materials, difracció amb resolució temporal
Ciència de materials i difracció de pols / Altes pressions
MSPD(SCW-30)
4
Aplicacions científiquesTècniques experimentalsLínia (FL)Port
Aplicacions: 7 línies inicials
![Page 39: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/39.jpg)
Aplicacions: Difracció de pols
òpticaexperimental
BL04: MSPD
![Page 40: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/40.jpg)
La tècnica que emprem en aquesta línea és la difracció de raigs X
detector
λ
Aplicacions: Difracció de pols
planscristal.logràfics
![Page 41: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/41.jpg)
• Estructura tipus "spinel" de Li1-xMn2O4 (vàries valències: Mn3 /Mn4+) i que inclou altres fases.
• Li1-0 bateria buida (descarregada), el Li és al càtode
• Li1-1 bateria plena (carregada), el Li és a l'ànode
• Preguntes:- Què passa amb l’estructura de la bateria durant la càrrega/descàrrega?
- Hi ha degradació de l’estructura interna de la bateria durant varis cicles de càrrega/descàrrega?
- Hi ha fases que destrueixen la matriu de la bateria (la matriu és l'encarregada
d’emmagatzemar els electrons) i que per tant s’han d’evitar/suprimir?
- Reversibilitat? Estudis de "doping" o dopatge, estequiometria.• La mesura de difracció de pols es realitza en transmissió amb una cel.la (que
conté la bateria) dissenyada específicament per a l’experiment. Absorció d'altaenergia, 10-15 minuts per patró de difracció.
• Podríem fer el mateix amb bateries comercials?
Aplicacions: Difracció de pols
Estudi d'una bateria de Li 1-xMn2O4
![Page 42: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/42.jpg)
ànodeLi xC
6
ElectrolitLi1-x(Ni,Co)O2
càtode
Aplicacions: Difracció de pols
El procés de càrrega i descàrrega d'una bateria Li- ió
![Page 43: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/43.jpg)
Difractograma in situ de Li1-xMn2O4 en la cel·la
λ = 0.69956 Å
55
0
4331192θ/°
52000
39000
26000
13000
7
(111)
Al
(311)
Aplicacions: Difracció de pols
Design and performance of an electrochemical in-situ cell for high resolution full-pattern X-ray powder diffraction C. Baehtz, Th. Buhrmester, N.N. Bramnik, K. Nikolowski, H. Ehrenberg Solid State Ionics 176 (2005) 1647 – 1652
![Page 44: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/44.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 45: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/45.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 46: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/46.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 47: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/47.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 48: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/48.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 49: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/49.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
C
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 50: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/50.jpg)
1-x 1
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
C
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 51: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/51.jpg)
2θ/°16 17
0 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
C
0
1-x 1
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 52: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/52.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
C
B1-x
1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 53: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/53.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
C
B
1-x 1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 54: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/54.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
B
1-x 1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 55: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/55.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
B
A
1-x 1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 56: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/56.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
B
A
1-x 1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
I
![Page 57: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/57.jpg)
2θ/°16 17 16.0 16.2 16.4 16.6 16.8 17.0
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
A
1-x 1
0
Secció del patró de difracció durant la càrrega i descàrrega de la bateria
I
Aplicacions: Difracció de pols
Som capaços de veure els canvis de fase de Li 1-xMn2O4 mentre labateria es carrega o descarrega
![Page 58: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/58.jpg)
Seqüència de fases (A,B,C) en Li xMn2O4
Aplicacions: Difracció de pols
- L'estudi demostra que hi ha una fase (C) que s'ha d'evita r (ambdopatge) per a que la bateria funcioni òptimament
![Page 59: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/59.jpg)
Aplicacions: Microscòpia de raigs X
BL-09 MISTRAL
resolució 250-500 Ǻ (25 - 50 nm)
![Page 60: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/60.jpg)
Aplicacions: Microscòpia de raigs X
Reconstrucció tomogràfica de raigs X de partícules de l virus vaccinia mesurades amb una placa de zona de 25 nm. (a) Tall oblic extret d 'un tomograma. La barra d'escalarepresenta 1 µµµµm. (b) Talls centrals de subvolums extrets del tomog rama, cadascun conté una partícula viral diferent. Detalls de l’int erior del virus son visibles. La barra representa 300 nm.
Carrascosa JL, Chichón FJ, Pereiro E, Rodríguez MJ, Fe rnández JJ, Esteban M, Heim S, Guttmann P, Schneider G. J Struct Bio l. 2009 Nov;168(2):234-9.
![Page 61: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/61.jpg)
Aplicacions: Difracció no cristal.lina
BL11: NCD
resolució 5-5000 Ǻ (0.5 - 500 nm)
![Page 62: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/62.jpg)
Aplicacions: Difracció no cristal.lina
Canvis estructurals causats a una proteïna per un l ligand
Nature Methods - 1, 188 - 189 (2004)PROTEIN BIOCHEMISTRYX-ray vision reveals conformational changesMichael Eisenstein
![Page 63: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/63.jpg)
Aplicacions: Difracció no cristal.lina
Estudi dels músculs
La difracció de raigs X a baixos angles ens proporciona informació a baixa resolució, amb la qual podem reconstruir el moviment a nivell atòmic de les proteïnes que formen els músculs.
Juanhuix J, Bordas J, Campmany J, Svensson A, Bassford ML, Narayanan T.
Biophys J. 2001 Mar;80(3):1429-41.
![Page 64: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/64.jpg)
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
BL13: XALOC
resolució 1-3 Ǻ (0.1-0.3 nm)
![Page 65: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/65.jpg)
Patró de difracció a 1.6 Ǻde resolució
Llei de Bragg
raigs X
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
cristall de proteïna
![Page 66: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/66.jpg)
)()](2exp[)(1
xyzlzkyhxihklFV hkl
ρπ =++−∑
centenars d'imatgesde difracció
imatge tridimensional de la macromolècula
densitat electrònicade la macromolècula
AlkB
Fe2+
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
![Page 67: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/67.jpg)
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
Amb l'estructura 3D de les macromolèculespodem estudiar la vida a nivell atòmic/molecular
![Page 68: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/68.jpg)
Formate dehydrogenase at 1.6 Å(Jormakka et al. Science 2002)
� Imatge d’alta resolució de la proteïna estudiada:distànciesconformació de residus, proteïna, lligand(s)centres actiuscomprensió del mecanisme d’acció
� Es pot utilitzar per provar molècules amb constants d’u nióbaixes (~mM) per a obtenir medicaments més potents i se lectius
1 Å
BL13-ALBA
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
Abrahams JP, Leslie AG, Lutter R, Walker JE. Structure at 2.8 A resolution of F1-ATPase from bovine heart mitochondria.Nature. 1994 Aug 25;370(6491):621-8.
![Page 69: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/69.jpg)
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
Exemple: replicació de l’ADN
![Page 70: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/70.jpg)
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
![Page 71: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/71.jpg)
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
XX XX
![Page 72: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/72.jpg)
Aluviran (núvol blau)
Ritonavir (núvol verd) interacciona ambVal82
Proteasa del VIH
ABBOTT's Aluviran (Lopinavir ®) Inhibidor proteasa VIH
KALETRA ® (aluviran & ritonavir)Tractament contra VIHAprovat FDA 2000$400 millions de guanys al 2007(Chicago Tribune, 2008)
SHAM et al. ANTIMICROBIAL AGENTS AND CHEMOTHERAPY, Dec. 1998, p. 3218–3224
Aluviran
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
![Page 73: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/73.jpg)
Mutacions típiquesen la proteasa, relacionades amb la resistència a l'Aluviran:
M46LI54VV82A
[Mo et al. J. Virol. (2005)]
M46=>L
I54=>V
Aluviran
Aquestes mutacions canvien la conformaciód'aquest llaç:
Soques del VIH resistent a l'Aluviran
~10 Å
~7 Å
~3.3 Å
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
![Page 74: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/74.jpg)
NOVARTIS’s Aliskiren (Tekturna ©): inhibidor renina
� Però si s'usen sovint, el cos augmenta la producció d e renina.
� Aliskiren és el primer medicament que inhibeix directament la renina
� Molts medicaments controlen la pressió arterial interferint l'activitat de l'angiotensina o la secrec iód'aldosterona
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
![Page 75: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/75.jpg)
(x-F-H-x-V-x)
Inicialment, a partir del substrat endogen de la renina que és un pèptid (D-R-V-Y-I-H-P-F-H-L-V-I-H- ...) es desenvolupa el compost CGP38560 com a possible fàrmac inhibidor de la renina.
Però CGP38560 és retirat de la fase d’assaigs clínics per que:• l’absorció oral és molt baixa (< 1%)• la secreció biliar (o expulsió del cos) és massa ràpi da (el compost té una vida mitja
de només 7 min en el cos).
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
CGP38560c
![Page 76: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/76.jpg)
Per a trobar un nou compost/medicament es va utilitzar el modelatge 3D i “docking”, i es va poder identificar el complex renina-inhibidor més estable.
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
Interacció i conformació de CGP38560 amb la renina
A partir de l'estructura 3D se n'obtenen les característiques que ha de tenir un noupossible medicament/inhibidor de la renina.
![Page 77: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/77.jpg)
Tekturna©:Tractament hipertensióFDA aprovat el 2007$50 millions en 2008(Trading Markets, 2009)
Cohen NC. Chem Biol Drug Des 2007; 70: 557–565
Aplicacions: Cristal.lografia de macromolècules
Després d'optimitzar el compost, s'obté el medicament Tekturna:
![Page 78: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/78.jpg)
Aplicacions: Absorció de raigs X
BL22: CLAESS
![Page 79: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/79.jpg)
Aplicacions: Absorció de raigs X
Cada element téuna petjada dactilarcaracterísticad’absorció de raigs X
![Page 80: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/80.jpg)
Aplicacions: Absorció de raigs X
XANES
Extended X-ray Absorption Fine Structure(Estructura fina extesa d’absorció de raigs X)
Estructura d’absorció de raigs X a prop del llindar(X-ray Absorption Near-Edge Structure)
![Page 81: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/81.jpg)
Els raigs X poden analitzar els materials capa per capa:
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 82: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/82.jpg)
Aplicacions: Absorció de raigs X
Exemple d’EXAFS
![Page 83: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/83.jpg)
AutomociAutomocióó: : medimedi ambientambient
NOxNOxCOCO
HCHC
COCO22
HH22OO
NN22
Additives : CeO2, CeO2-ZrO2, alkaline etc.
Active site : Pt, Rh, PdSupport : alumina, etc.
Aglomeració és la responsable principal de la desactivació dels convertidors catal·lítics (TWC)
Support ceràmic
Pt
OxidantOxidantReductoraReductoraSupport ceràmic
Pt
Estudi dinàmic i in situ via l’absorció de raigs X en fluorescència
ObjectiuRaigs X
Turbo-XASM
SAplicacions: Absorció de raigs X
![Page 84: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/84.jpg)
Alç
ada
del p
ic X
AN
ES
1.2
1.4
1.6
1.8
Temps (seg)0 1500500 1000
atom Pt
CZYsuport
Mida partícula Pt: 7 nm
∆∆ ∆∆I
∆∆ ∆∆I
3% H2/He(60seg) 20% O2/He(60seg)
600ºC
5 nm30 seg
3 nm1000 seg
Y. Nagai et al., Angew. Chem., Int. Ed., 47, 9306 (2008).Y. Nagai et al., Catalysis Today (2009).
0.0
0.5
1.0
1.5
11.52 11.56 11.60Energia / keV
XA
NE
S N
orm
alitz
at
ReduïtOxidat
∆I
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 85: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/85.jpg)
IndIndúústria petroqustria petroquíímica: epoxidacimica: epoxidacióó de de propil.lpropil.lèè
Ti en entorns aïllats (Ti-MCM-41)
polimèric
aïllat
TiInactiu
Actiu
OHPC
Ti
(Hidroperòxid de cumè)
> 98% conversió
> 97% selectivitat
> 95% eficiència peròxid
Temps de vida del catalizador > 1 any
Actualment hi ha 3 plantes en el món emprant aquesta
tecnologia per a la produccióde l’òxid de propil.lè
TiSiOSiO
OSi
OSi
TiS iOSiO
OSi
S iO OH2
OH2
H2O
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 86: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/86.jpg)
MediMedi ambientambient: : partpartíículescules dd’’uraniurani alliberatalliberat a a XernòbilXernòbil
canals - productes de fisió volàtils
Estats d’oxidació U
Diferències en cinètica
d’erosió, mobilitat i
quocients de
transferència al sòl -
vegetació
Diferències en cinètica
d’erosió, mobilitat i
quocients de
transferència al sòl -
vegetacióSalbu et al., JER 64, 167-173 (2003).
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 87: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/87.jpg)
Medi ambient: fito-remediació o extracció de la contam inació del sol
Om Parkash Dhankher et al
. –NATURE Biotechnology 2002
Acumula 2−−−−4vegades més Arsènic
en fulles i tall
Acumula 2−−−−4vegades més Arsènic
en fulles i tall
Planta transgènica
“mustard plant”
Stanford Synchrotron Radiation Laboratory
Espectroscòpiad'absorcióde raigs X
X ray energy
X r
ay a
bsor
ptio
n
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 88: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/88.jpg)
Art: conservació d’un manuscrit de l’any 1769
L’anàlisi per microfluorescència permet distingir les diferents tintes utilitzades. Aquesta informació
és valuosa per establir el mètode de conservació dels documents històrics.
Aplicacions: Absorció de raigs X
![Page 89: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/89.jpg)
Aplicacions: Microscòpia i espectroscòpia de fotoemissió
BL24: CIRCE
![Page 90: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/90.jpg)
Aplicacions: Microscòpia i espectroscòpia de fotoemissió
![Page 91: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/91.jpg)
5 µµµµm
Bauer et al. J. Vac. Sci. Technol. B 20, 2539 (2002)
Augment de temperaturaXMCD-PEEM Mn llindar d'absorció L3
Aplicacions: Microscòpia i espectroscòpia de fotoemissió
Com podem fabricar un transistor d’espín? - lectors de discs durs molt més petits i segurs- utilitzar l'espín electrònic per a guardar informació (MRAM)enlloc de la càrrega
Transicions de fase en films de MnAs sobre GaAs (100): α-hexagonal ferromagnètic a β-ortoròmbic paramagnètic fase per sobre de 40°C
RT
40ºC
![Page 92: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/92.jpg)
Quan es forma una gota, s’ha detectat que els ions bromur es concentren fins a 3 vegades que en la dissolució (exemple: gotes produïdes per una ona al mar).
Aplicacions: Microscòpia i espectroscòpia de fotoemissió
Medi ambient: com es comporten les gotes del mar? d'on s urt la pluja àcida?com podem estudiar la química de l'atmosfera?
Ghosal et al. Science 307(2005) 563
Espectres de fotoemissió dels orbitals 3d (Br) i 3p (K) 3d
![Page 93: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/93.jpg)
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
BL29: BOREAS
![Page 94: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/94.jpg)
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
Els raigs X polaritzats es poden utilitzar per a caracteritzar materials magnètics i elsseus dominis.
raigs X polaritzats
Els materials ferromagnètics es caracteritzen ambllum poralitzada circularment (dreta o esquerra) i els antiferromagnètics amb llum polaritzadalinerarment (horitzontal o vertical).
![Page 95: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/95.jpg)
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
![Page 96: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/96.jpg)
La magnetoresistència gegant
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
![Page 97: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/97.jpg)
(Photo: IBM hard disk drive)
La informació avui en dia l'escribim amb bits magnètics
Els discs durs estan basats en la magnetoresistència gegant(premi Nobel física 2007)
El somni de la nanotecnologiasón els bits atòmics.
10nm
0 1 11 1 11 0 10 0 01 1 0
1 1
0 11 1 11 0 1 1
0 0 0
SYNCHROTRON X-RAYS USED FOR MAGNETIC ANALYSIS AND IMAGING IN NANOTECNOLOGY: XMCD SPECTROSCOPY AND XMCD-MICROSCOPY (X-PEEM)
(Stohr, Sholl et al, ALS, Berkeley)
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
![Page 98: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/98.jpg)
Nature, 405 (2000), 767.
Com funcionen els capçals dels discs durs?
770 775 780 785 790 795 800Photon Energy (eV)
705 710 715 720 725 730
Nor
mal
ized
Inte
nsity
(a.
u.)
Photon Energy (eV)
2 µm
Capa LaFeO3
XMLD Fe L3
Capa CoXMCD Co L3/L2
Aplicacions: Absorció ressonant i dispersió
![Page 99: El sincrotróALBA i les sevesaplicacionsblogs.iec.cat/scq/wp-content/uploads/sites/23/2012/04/Benach.pdf · Reaccions químiques CLÆSS Espetroscòpies d'absorció i d'emissi](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042312/5edb7a13ad6a402d6665b5fd/html5/thumbnails/99.jpg)
Gràcies!