Chalmers hårdsatsar på mjuk mikroskopi

2013-06-27 10:03  
Eva Olsson, professor i teknisk fysik på Chalmers, leder Chalmers satsning på elektronmikroskop för material som kräver mjuk mikroskopi. Dit hör supermaterialet grafen. Foto: Peter Widing / Chalmers

Med 33 miljoner i kassan går Chalmersforskare ut och storhandlar. Tre skräddarsydda elektronmikroskop ska ge nya kunskaper om material som är knepiga att studera. Dit hör grafen, cellulosa och nanometertunna filmer i katalysatorer.

Hur ska verkningsgraden hos organiska solceller öka? Hur hänger strukturen hos grafen ihop med materialets unika egenskaper? Och hur ska katalytisk avgasrening bli ännu bättre?

Svaren kan hittas med mjuk mikroskopi. Eller annorlunda uttryckt: mikroskopiska metoder för mjuka material. Hit hör såväl plast som cellulosa samt gränsskikt mellan hårda och mjuka material. De har hittills varit svåra att studera med elektronmikroskop. Antingen förstörs proverna av den höga energin hos elektronerna eller så blir kontrasten för dålig.

– Det gäller bland annat för plaster som är uppbyggda av lätta grundämnen som väte, kol och syre. De har atomer som inte sprider elektroner så mycket. Det leder i sin tur till dålig kontrast i elektronmikroskop, säger Eva Olsson, professor i teknisk fysik vid Chalmers.

För tre år sedan var hon med och skapade Chalmers Soft Microscopy Center. Nu håller hon i den senaste satsningen: tre olika mikroskop ska köpas in och skräddarsys för att kunna studera mjuka eller halvhårda material med en upplösning på ner till 0,1 nanometer. Pengarna, 33 miljoner kronor, har de fått av Knut och Alice Wallenbergs stiftelse.

Projekten som mikroskopen ska användas till är många. Det handlar om allt från att studera hinnor runt tabletter som styr hur snabbt läkemedel frigörs i kroppen till katalytisk avgasrening. Det är högintressant forskning för stora företag som Astra Zeneca, Volvo och det danska katalysföretaget Haldor Topsoe. Därför deltar de och andra företag i projekten.

Utmaningen nu är att bestämma konfiguration och prestanda. Bland annat måste accelerationsspänningen sänkas jämfört med den som dagens högupplösande elektronmikroskop arbetar med. Sänkt spänning gör att elektronerna sprids mer av materialet. Det ger i sin tur starkare signal och bättre kontrast.

– Accelerationsspänningen måste ligga under 60 kV samt gå att variera. Olika material kräver olika spänning, säger Eva Olsson.

Om 1,5 år ska utrustningarna vara klara att användas, inte bara av Göteborgsforskare utan även av andra.

Med i satsningen är även SIK, Institutet för Livsmedel och Bioteknik, samt Göteborgs universitet.

Många forskare vill ha mjuk mikroskopi

De nya mikroskopen ska användas till forskning kring:

  • Polymerbaserade solceller, bland annat för att se hur verkningsgraden kan öka.
  • Katalysatorer, bland annat för att få fram effektivare avgasrening för ­bilar.
  • Grafen. Chalmers leder det europeiska jätteprojektet Graphene.
  • Nanoplasmoniska antenner. Sådana kan bland annat användas som extremt känsliga sensorer.
  • Kontrollerad frisättning av läkemedel ur tabletter.
  • Cellulosabaserade material för textila tillämpningar.
  • Enelektrontran­sistorer. Studier av enskilda tunnel­över­gångar ska minimera bruset.

Tre olika mikroskop

Tre typer av mikroskop ska ­köpas in: ett transmissionselektronmikroskop med en upplösning bättre än 0,1 nanometer på strukturer, ett svepelektronmikroskop för studier av sammansättning, ytor och topografi samt ett FIB-SEM (kombination av fokuserad jonstrålemikroskop och svepelektronmikroskop) för provberedning, nanoslöjd och avbildning.

Ulla Karlsson-Ottosson

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Dagens viktigaste nyheter

Aktuellt inom

Debatt