Material och naturtillgångar

Inom detta insatsområde förenas spetsforskning och samhällelig relevans. Innovativa material och utnyttjande av naturtillgångarna har alltid varit och kommer alltid att vara av central betydelse för samhället.

Vid matematisk-naturvetenskapliga fakulteten bedrivs grundforskning på hög nivå i molekyl- och nanostrukturer som omfattar både framställning av material och forskning i deras strukturer. Genom att kontrollera strukturen kan man utveckla nya funktionella material, bl.a. intelligenta material som både urskiljer och reagerar på förändringar i omgivningen. Målet är att fullt ut kunna förstå och kontrollera relationskedjan ”framställning ↔ konstruktion och sammansättning ↔ egenskaper ↔ funktionalitet”.

ml-materiaalit2

 

Forskningsmetoderna sträcker sig från datorstödd grundforskning på kvantnivå till praktiska tillämpningar. Forskningsområdet utnyttjar utöver utrustningen på campus också utrustning som finns vid de stora internationella organisationerna Europeiska synkrotronljusanläggningen ESRF och Europeiska atomenergigemenskapen Euratom.

Till de viktigaste molekylära materialen hör syntetiska polymerer och bland biomolekylerna naturliga polymerer, men också andra biomolekyler utnyttjas allt mer. I hybridmaterial förenas olika material på molekylnivå, t.ex. organiska polymerer och oorganiska föreningar.Bland material med nanostruktur hör olika tunnfilmer till de mest undersökta, i synnerhet de som framställts genom atomlagertillväxt (ALD atomic layer depostion), men under den senaste tiden har också nanofibrer och andra endimensionella strukturer fått ökande uppmärksamhet.

Den snabba befolkningstillväxten och den likaså snabba höjningen av levnadsstandarden grundar sig på utnyttjande av naturtillgångarna i jordskorpan: yt- och grundvatten, energiresurser, mineral och stenmaterial. Inom forskningen försöker man med hjälp av nya metoder finna, utnyttja och återanvända naturtillgångar som utvinns ur marken och berggrunden.

Med hållbar utveckling, något som betonas genomgående på hela insatsområdet, försöker man tillfredsställa samhällets aktuella behov utan att göra eftergifter på framtida generationers bekostnad. När det gäller material och energiproduktion innebär detta framför allt lösningar som värnar om miljön och naturtillgångarna. Genom forskningen söker man nya sätt att utnyttja förnybara naturresurser som råmaterial såväl inom framställningen av material, läkemedel och andra kemiska produkter som inom energiproduktionen.

Forskningen om material för hållbar utveckling omfattar utöver biomaterial bl.a. tillverkningsprocesser som sparar miljön, ersättande av sällsynta grundämnen med grundämnen som förekommer mer allmänt, återvinningsbara material, samt lösningar som antingen minskar materialåtgången eller förlänger materialens livscykel.

Forskningen i material för energiteknologi är inriktad på förnybara energikällor (fusionsreaktorer, solceller och bränsleceller). Forskningen omfattar också material som ökar säkerheten vid utnyttjande av traditionell kärnkraft, t.ex. jonbytare för separation av radioaktiva nuklider. I forskningsprojekten deltar bl.a. två nationella spetsenheter, Spetsenheten för datorstödd molekylforskning och Spetsenheten för funktionella material, samt en professor som finansieras av FiDiPro (Distinguished Professor Programme).