Vakuum zum Mitnehmen
UHV-Koffer ermöglicht Transport empfindlicher Proben.
Bei der Untersuchung im Vakuum hergestellter luftempfindlicher Proben war man bisher darauf angewiesen, die entsprechenden Geräte direkt an die Vakuumapparatur anflanschen zu müssen. Diese Beschränkung der Analysemethoden auf die vor Ort vorhandenen Apparaturen wollte eine Gruppe japanischer Wissenschaftler nicht länger hinnehmen. Sie entwickelten daher einen Koffer, der den Transport luftempfindlicher Proben von Speziallabor zu Speziallabor gestattet.
Abb.: Der neue Koffer gestattet die Mitnahme vakuumgelagerter Proben auch in Hochgeschwindigkeitszügen. (Bild: Stadt Fuji)
Im Hochgeschwindigkeitszug nach Tsukaba, in dem Reisende für gewöhnlich mit Wäsche und Akten gefüllte Gepäckstücke mitnehmen, transportierten die Forscher nun erstmals empfindliche Platin-Cluster. Die Cluster sind von besonderer Bedeutung bei der Entwicklung von Katalysatormaterial für die Abgasreinigung. Um aufzuklären wie sie mit den Oberflächen verschiedener Materialien interagieren und wie ihre Größe ihr Verhalten beeinflusst, sollten die Proben mittels eines speziellen spektroskopischen Verfahrens, der sogenannten polarization-dependent total reflection fluorescence (PRTF) X-ray absorption fine-structure spectroscopy (XAFS), untersucht werden. Die Analysetechnik erfordert den Einsatz intensiver Röntgenstrahlung, die nur an wenigen Forschungseinrichtungen erzeugt werden können.
Abb.: Hight-Tech-Handgepäck: der neue Vakuumkoffer. (Bild: AIP)
Wie es gelang, die hochempfindlichen Cluster vom Ort ihrer Herstellung unter ungebrochenem Vakuum an den 400 km weit entfernten Analyseort zu bringen, beschrieben Yoshihide Watanabe und Co-Autoren in einem kürzlich online vorab veröffentlichten Fachbeitrag im Journal of Vacuum Science and Technology.
Die Wissenschaftler von den Toyota Central R&D Labs, der Universität Hokkaido und der AVC Company integrierten eine unter Ultrahochvakuum (UHV) gesetzte kleine Probenkammer in einen Reisekoffer herkömmlicher Größe. Die Kammer ist mit passenden Flanschen zum Ankoppeln an unterschiedlichen Vakuumsysteme ausgestatten und kompatibel mit zwei verschiedenen Systemen zur Manipulation der Proben. Eine batteriebetriebene Ionenpumpe gewährleistet, dass das Vakuum über 72 Stunden aufrechterhalten werden kann. Dabei erlaubt eine geschickte vertikale Anordnung der Probenhalter den gleichzeitigen Transport von drei Proben. Während des Transports sind die Proben im diesem „Vakuumkoffer“ vor Vibrationen geschützt, sodass der Koffer auf Rollen auch über unebenen Grund bewegt werden kann.
Der neue Vakuumkoffer kann in öffentlichen Verkehrsmitteln, wie Taxis oder Bussen, und eben in Hochgeschwindigkeitszügen mitgenommen werden, dürfte allerdings bei Flugreisen an den verschärften Sicherheitskontrollen scheitern. Watanabe erwartet dennoch, dass der Koffer in Zusammenhang mit UHV XAFS Messungen weltweit zum Einsatz kommen wird.
AIP / LK
