Materialforskare gör verkstad av kvantteorier

För att öka korsbefruktningen mellan akademi och näringsliv, och samtidigt stödja framstående forskning inom naturvetenskap, teknik och medicin, delar Stiftelsen för strategisk forskning (SSF) ut bidrag för att öka personrörligheten mellan akademi och näringsliv. För Levente Vitos, professor i tillämpad materialfysik vid KTH, innebär det en möjlighet att hjälpa stålindustrin att göra verkstad av forskarnas teorier.
Publicerad i "Framtidens Forskning":http://framtidensforskning.se/presentation/materialforskare-gor-verkstad-av-kvantteorier/

Datorstödd kvantmekanik baserad på täthetsfunktionalteori, Density Func­tional Theory (DFT), det vill säga en kvantmekanisk metod som används inom fysiken för att undersöka elektronstrukturen hos molekyler och det fasta tillståndet, har funnits sedan mitten av förra seklet. Dock är det först nu som metoden mognat till en nivå som skapar möjligheter för banbrytande datorbaserade experiment som ger materialforskarna verktyg att utforska den mystiska atomnivåvärlden.
– Idag står vi närmare den kvantmekanikbaserade materialforskningens historiskt långsiktiga mål än någonsin; att förstå hur sambandet mellan olika ämnen i metaller ser ut på atomnivå, hur de samverkar och påverkar varandra och med det, mekanismerna bakom plastisk deformation, förklarar Levente Vitos, vars forskarteam starkt bidragit till utvecklingen på området.
I praktiken innebär forskningsresultaten att materialforskarna nu kan ställa en väletablerad och beprövad DFT-verktygslåda till stålindustrins förfogande; ett lysande exempel på hur kvalitativ grundforskning i förlängningen kan tillämpas och på ett realistiskt sätt behandla teknologiska material på en grundläggande nivå.

Optimalt stål
Det SSF-finansierade projektets huvudsyfte är att tillsammans med forskare vid Avesta Research Centre och Outokumpu utveckla nya materialsammansättningar och stålsorter med optimala egenskaper.
– Som exempel kan nämnas höghållfasta superlegeringar, eldfasta material och speciella stålsorter. Överlag är en övergripande kunskap rörande materialens egenskaper vid olika temperaturer, tryck och sammansättningar nödvändigt för utveckling och design av nya material, konstaterar Levente Vitos.
Verksamheten omfattar demonstration, verifiering och applikationssteg och kommer utöver nya stålmaterial förhoppningsvis även att resultera i nya arbetstillfällen för unga industriforskare.
– Även om jag förmodligen inte är stark och inflytelserik nog att kunna nå mitt strategiska mål under de två år som jag beviljats bidrag, kommer jag att göra mitt yttersta för att engagera så många industriella forskare som möjligt och belysa behovet av, och möjligheten att skapa, ett forskningsteam som arbetar på atomnivå på alla industriella FoU-enheter, avslutar Levente Vitos.

KTH - Institutionen för Materialvetenskap
KTH_Logotyp_PMS_2013Institutionen för Materialvetenskap ansvarar för forskning och undervisning inom allt från konstruktionsmaterial till avancerade material som aluminiumlegeringar, rostfritt stål, verktygsstål, högtemperaturmaterial, zirkoniumlegeringar, kompositmaterial, högtemperatursupraledare, magnetostriktiva material, högentropilegeringar och minnesmetaller. Undervisningen omfattar grundläggande kurser i materialvetenskap, men också avancerade kurser i fasomvandlingar, termodynamik, mekaniska egenskaper, keramiska material, korrosion, legeringsdesign och materialval. Institutionen är medlem i Scientific Group Thermodata Europe (SGTE).
www.met.kth.se