29 miljoner till forskning om nya 2D-material

Professor Johanna Rosén får, tillsammans med kollegor vid LiU och Uppsala universitet, 29 miljoner kronor från Knut och Alice Wallenbergs stiftelse. Även AI ska nu användas i jakten på tvådimensionella material med helt nya egenskaper.

Ett 2D-material består av ett eller några få lager atomer ordnade i en nätverksstruktur. Det mest kända 2D-materialet är grafen, men Johanna Rosén och hennes forskargrupp vid Institutionen för fysik, kemi och biologi, IFM, har i flera år arbetat med andra lovande 2D-material, MXener. Det är stor grupp av material som består av en övergångsmetall, M, och kol eller kväve, X, oftast i form av karbid.

– Vi har lärt oss massor om MXener, särskilt hur de kan skapas. Nu är vi jätteglada och tacksamma över möjligheten att i ett gränsöverskridande projekt få gå vidare och undersöka andra tvådimensionella material, säger Johanna Rosén.

Hägrar gör möjligheten att hitta lösningar på några av vår tids stora utmaningar, med hjälp av nya material för exempelvis katalys vid framtagning av läkemedel, vattenrening och avsaltning, miljövänlig energilagring och för medicinsk teknik, för såväl bekämpning av skadliga bakterier som förbättrad biokompabilitet.

Hittills har de flesta tvådimensionella materialen skapats genom att klyva tredimensionella kristaller av material som består av lagrade 2D-strukturer. MXene är dock ett material som skapats genom etsning, istället för att klyva materialet etsas utvalda lager bort. Det är den tekniken som forskarna nu vill använda på nya grupper av material. I första hand handlar det om material där kol byts mot bor, det vill säga karbider mot borider.

– Vi har börjat där och har redan fått fram de första resultaten, intygar Johanna Rosén.

Medsökande i projektet är också Per Persson, professor vid IFM, och expert på elektronmikroskopi, som står för analyserna av materialen, liksom Fredrik Heintz, biträdande professor vid Institutionen för datavetenskap och expert inom artificiell intelligens.

– I min grupp gör vi storskaliga teoretiska simuleringar av material och har hittills gjort en första analys av 40 000 material. Med hjälp av artificiell intelligens hoppas vi kunna hitta mönster som hjälper oss att reda ut vilka de mest lovande kandidaterna är, säger Johanna Rosén.

Medsökande är också professor Maria Strömme vid Uppsala universitet i vars grupp stor kompetens finns kring tänkbara applikationer för de nya materialen.

– Vi får också möjlighet att knyta vår gästprofessor Michel Barsoum till oss i ytterligare fem år. Han var en av huvudförfattarna till den första vetenskapliga publikationen om MXener år 2011 och det är fantastiskt att kunna ha honom med här, säger Johanna Rosén.

Johanna Rosén har tilldelats 29 miljoner kronor under fem år för projektet ”The 2D-Materials Frontier: Pioneering multifunctional 2D materials by chemical exfoliation”.

Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse beviljade denna gång totalt 541 miljoner kronor till 18 framstående grundforskningsprojekt inom medicin, naturvetenskap och teknik som bedöms ha möjlighet att leda till framtida vetenskapliga genombrott. Totalt har stiftelsen under åren 2011-2020 beviljat anslag till 218 grundforskningsprojekt med totalt 6,8 miljarder kronor.

Kontakt: Professor Johanna Rosén, johanna.rosen@liu.se, 013 28 57 93