25.09.2015

Ultradünne Wasserfilme zum Fließen gebracht - Ein Flachstrahl für Röntgenspektroskopie

Flachstrahlsystem für Flüssigkeiten mit den beiden Düsen, den beiden kollidierenden laminaren Flüssigkeitsstrahlen und dem  blattförmigen Wasserfilm. Bild: MBI

Teams des Max-Born-Instituts für Nichtlineare Optik und Kurzzeitspektroskopie (MBI), des HZB und des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation (MPIDS) haben ein neuartiges Flachstrahlsystem für Transmissionsmessungen flüssiger Proben im weichen Röntgenbereich entwickelt. Dies bedeutet einen wichtigen Fortschritt für die Spektroskopie flüssiger Proben mit weicher Röntgenstrahlung und ebnet den Weg für neuartige stationäre und zeitaufgelöste Experimente.

Dabei wurde ein Phänomen aus der Fluiddynamik ausgenutzt: Wenn sich zwei identische laminare Flüssigkeitsstrahlen unter einem wohldefinierten Winkel treffen, breitet sich die Flüssigkeit radial aus, was zur Ausbildung eines dünnen blattförmigen Flüssigkeitsfilm senkrecht zur Ebene der beiden Strahlen führt. Dieser Film wird durch eine ebenfalls aus der Flüssigkeit gebildeten Randlippe stabilisiert.

Die Innovation besteht hier darin, dass ein über Stunden stabiler Flachstrahl im Vakuum (bei Drücken kleiner als 10-3 mbar) mit einer Dicke von einem bis zwei Mikrometer realisiert wurde. Erstmalig konnten damit Absorptionsspektren flüssiger Proben in Transmission mit Photonenenergien im Weichröntgenbereich und völlig ohne Membran-basierte Fenster gemessen werden.

Die röntgenspektroskopischen Messungen wurden an BESSYII des HZB durchgeführt.


Lesen Sie hier den kompletten Text aus dem MBI.

Originalpublikation: Structural Dynamics 2, 054301 (2015): A liquid flatjet system for solution phase soft-x-ray spectroscopy
Maria Ekimova, Wilson Quevedo, Manfred Faubel, Philippe Wernet, Erik T.J. Nibbering

Max-Born-Institut/red.