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2024-02-22 14:35:23
Science|Business 年次会議の講演者らによると、欧州放射光施設 (ESRF) の大幅なアップグレードにより、健康問題、環境問題、エネルギー需要、その他の地球規模の課題に対処するための革新的なツールが科学者に提供されました。 第 4 世代シンクロトロンである ESRF-EBS (Extremely Brilliant Source) は、輝度とコヒーレンスの点で X 線ビームの性能を 100 倍に向上させ、これまでは入手できなかったデータへのアクセスを可能にしました。
それは学術界と産業界の両方に利益をもたらすはずだ。 特に、強化されたX線ビームと新しいビームラインにより、新しい実験が可能になり、既存の実験の分解能や迅速性が大幅に向上すると、ESRFの生命科学、化学、ソフトマター科学の研究部門暫定責任者マイケル・クリシュ氏は会議で語った。 。 アップグレードされた施設は「世界で最も輝かしい放射光X線」を生成すると同氏は付け加えた。
その結果、ユーザーはより高品質でより複雑なデータをより多く収集できるようになり、SARS-CoV-2ウイルスタンパク質構造の研究、酵素によるプラスチックリサイクルのための革新的なソリューション、新薬開発の加速など、幅広い用途をサポートできるようになりました。 たとえば、この技術を使用すると、完璧なレベルの精度で人間の臓器の画像を取得できるとクリシュ氏は主張した。 「2020年に研究を開始して以来、私たちが目にしてきたのは、驚くべき結果の津波です」と彼は付け加え、機械学習アルゴリズムと組み合わせた材料の大規模なスクリーニングが材料科学にいかに革命をもたらしているかを強調した。
2019 年から 2024 年にかけて、施設のアップグレードは、Horizon2020 が資金提供した Streamline と呼ばれるプロジェクトによって支援され、予算は 500 万ユーロでした。 クリシュ氏は、アップグレードの一環として、ESRFは30の実験ステーションのうち27を更新し、サポートラボを設立し、データ分析とデータ管理プログラムに取り組んだと述べ、アップグレードを確実に完了するためにESRFが既存のインフラに大きく依存していると強調した。コスト効率とエネルギー効率の高い方法で。
「素晴らしい顕微鏡のようです」
この施設を利用して触媒作用に焦点を当てたプロジェクトに取り組み、研究者でERC助成金保有者のマリー・イングリッド・リチャード氏は、X線ビームを「素晴らしい顕微鏡」に例えました。これにより、彼女は触媒作用の動作を観察し、何もせずに高解像度の画像を取得できるようになりました。有害な物質。 「私のプロジェクトはまだ進行中ですが、ESRF と EBS のアップグレードがなければ不可能です」と彼女は言いました。
リチャード氏はまた、シンクロトロンの産業応用についても強調し、材料開発に最適な技術を発見するために彼女が協力している主要企業の一つにトヨタとSTマイクロエレクトロニクスがあると述べた。
ESRF は現在、化学会社 BASF と共同設計した新しい高スループット X 線回折サービスを提供しています。 スタートアップの Momentum Transfer は、企業がこの新しい機能を使用して、ライブラリに保管されているサンプルから X 線データを収集できるようにするエンドツーエンドのサービスを提供します。 Momentum Transfer の最高経営責任者兼共同創設者であるベルント・ヒンリヒセン氏は会議で、同社が X 線ビームを使用して材料を特性評価する「革新的な方法」をどのように作成したかについて説明しました。 「素晴らしいデータが得られました。驚異的なのは、そのスケーラビリティです」と彼は言いました。
同様に、生命科学分野においても、ESRF と欧州分子生物学研究所 (EMBL) との協力は多大な影響を及ぼしたと EMBL 所長のイーディス・ハード氏は述べています。 たとえば、タンパク質の構造を理解するための数十年にわたる研究とシンクロトロンで収集されたデータは、タンパク質の構造を予測するために使用される AI ツール AlphaFold の開発に貢献しました。 「この夢が実現したのは、研究の推進力と研究インフラのおかげです」と彼女は語った。 ハード氏は、世界中の科学者が生命科学の研究を行うためにESRFやEMBLの施設を訪れていると付け加えた。
さまざまなボトルネックを取り除く
潜在的なアプリケーションの範囲が広いということは、ESRF がそのインフラストラクチャに対する需要をすべて満たすことができないことを意味します。 クリシュ氏は容量の制約を認識しつつ、ESRFはさまざまなタイプのユーザーに対応するための新しいアクセス方式を検討していると述べた。
参加者はまた、公的融資から共同投資モデルに移行する可能性を秘めた投資家を誘致することについても議論した。 欧州委員会研究イノベーション総局のオープンサイエンス・研究インフラ部門の責任者、マイケル・アーレントフト氏は、「公的資金から与えられるべきだと考える支援の種類に変化が見られる」と述べた。 委員会はケースバイケースでさまざまな種類の研究インフラストラクチャの優先順位を設定しており、光源インフラストラクチャは産業界にとって魅力的であると考えられるものの中にあるとアーレントフト氏は説明した。 同委員会は、研究インフラ、基礎研究、応用研究が継続的に機能し、相互に栄養を与え合うことを保証するために、次の7年間のEU研究プログラムであるFP10全体で協力していると付け加えた。
研究インフラ、学界、産業界が協力して最先端技術を開発できるようにするには、それらが同じ言語を話し、研究施設を産業界の特定のニーズに適応させる必要があるとクリシュ氏は述べた。 ハード氏は、研究の成功が産業界との新たな協力につながる「好循環」を呼び掛け、柔軟性とスピードが重要であると付け加えた。
その他の課題は、適切なトレーニングの提供と効果的なデータ共有慣行の確立に関係しています。 ハード氏は、データの使用と複数のレベルでの管理の両方について研究者を訓練することが不可欠であると強調した。
結論としてクリシュ氏は、社会的、経済的、産業的課題を解決するためのアップグレードされた研究インフラの可能性を実現できるかどうかは、「より良い未来に飢えている」次世代の研究者に大きく依存していると述べた。
#次世代シンクロトロンは地球規模の課題の解決を約束します