33 miljoner till unika mikroskop på Chalmers

Mjuka material bygger upp många av de produkter vi har omkring oss, men de är svåra att undersöka i mikroskop. Ett anslag på 33 miljoner kronor går nu till mjuk mikroskopi på Chalmers – till exempel forskning för att öka verkningsgraden hos solceller av plast.

Anslaget kommer från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse. Hela summan går till elektronmikroskop som ska skräddarsys för forskningsområdet mjuk mikroskopi –  infrastruktur som bedöms bli viktig för hela Sverige.

Eva Olsson, professor i teknisk fysik på Chalmers, är ansvarig för satsningen.

– Vi kommer att bygga upp något nytt, som kompletterar den mikroskopi som redan finns, säger hon. Mikroskopin av hårda material på Chalmers är enastående, och har utvecklats sedan 60-talet. Och på Göteborgs universitet ligger man långt framme inom mikroskopi av biologiskt material. Däremellan finns det ett gap, ett stort område av olika material som vi nu kommer att kunna arbeta med på atomnivå.

Det handlar om mjuka och halvhårda material, och gränsytor mellan hårda och mjuka, som ställer andra krav än de som dagens elektronmikroskop tillgodoser. Materialen ger låg kontrast, tar lätt skada av själva undersökningen, och innehåller ofta vatten. Några exempel är cellulosa, plast för tillverkning av solceller, och filmer runt tabletter som ger kontrollerad frisättning av läkemedel.

Även grafenforskningen kommer att gynnas av det nya anslaget. Grafen består av kolatomer, vilket ger en väldigt låg konstrast i de befintliga elektronmikroskopen.

Eva Olsson nämner miljöproblemen med bomullsodling som ett exempel där hennes forskning skulle kunna leda till bättre alternativ.

– Vi skulle behöva ersätta bomull med andra material som inte ger stora negativa miljökonsekvenser. Cellulosa från trä är en bra kandidat, som dessutom kommer från en inhemsk råvara. Genom att bearbeta cellulosan på olika sätt kan man ge tyger gjorda av cellulosa lika bra eller bättre egenskaper än bomullstyger. Man kan dessutom tillverka smarta material genom att bygga in nya funktioner i dem.

Strukturen hos ett material bestämmer dess egenskaper. De nya mikroskopen behövs för att forskarna ska kunna förstå sambandet mellan egenskaper och tredimensionell struktur, och tillverka smarta material för en mängd olika tillämpningar.

Chalmers ligger i forskningsfronten när det gäller att skapa nanolaboratorier i mikroskop – att mäta och manipulera material på nanonivå, och ibland även på atomnivå. Nu utökas detta område från de hårda till de mjuka materialens värld.

De nya mikroskopen kommer också att bli tillgängliga för företag, institut och forskare från andra universitet, både svenska och internationella. Precis som med de befintliga elektronmikroskopen på Chalmers kommer andra grupper att kunna hyra in sig för att använda utrustningen och få hjälp av den expertis som finns på plats.

– Det kommer att gynna vårt samarbete med omvärlden, men också vår grundutbildning, säger Eva Olsson. Även studenterna får ju tillgång till den senaste tekniken, och de brukar bli väldigt inspirerade när det kommer hit och får se vad man kan göra med den.

Fakta om anslaget, och elektronmikroskopen på Chalmers
Anslaget från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse går till ett samarbete mellan Chalmers, Göteborgs universitet och SIK ­ Institutet för Livsmedel och Bioteknik AB. Mikroskopen kommer att placeras på institutionen för teknisk fysik på Chalmers. Där kommer de att komplettera de avancerade elektronmikroskop för hårda material som redan finns på institutionen.

Chalmers är den enda nordiska noden i det europeiska nätverket Esteem2 (European network for electron microscopy), som samlar de bästa elektronmikroskopen i Europa. Chalmers är också en av fem noder i det nationella nätverket Artemi (Atomic Resolution TEM Infrastructure) med syfte att tillgängliggöra dessa avancerade mikroskop i Sverige för olika användare och tillämpningar.

Fakta: forskningsområden där mjuk mikroskopi behövs
De nya mikroskopen kommer att användas i följande forskningsprojekt, som Eva Olsson deltar i:
• Tunnelövergångar för elektronik där man styr enskilda elektroner, läs mer här och här
• Grafen, läs mer här och här
• Nanoplasmoniska antenner
• Katalysatorer, till exempel avgasrening för bilar
• Kontrollerad frisättning av läkemedel ur tabletter
• Polymerbaserade solceller
• Cellulosa för bland annat textila tillämpningar

Fler områden där mikroskopen behövs är till exempel forskning om: artiklar och komponenter för sårvård, hygienartiklar, pappersartiklar, förnyelsebara förpackningsmaterial, funktionell mat, implantat och proteser inom medicin, läkemedelsutveckling och diagnostik, elektronik, och batterier.

Läs en artikel om Eva Olssons forskning

För mer information, kontakta
Eva Olsson, professor i teknisk fysik, Chalmers tekniska högskola, 031-772 3247, eva.olsson@chalmers.se