Fysik - Teknisk-naturvetenskaplig fakultet - Umeå universitet

More documents

Recommendations

Info

Sid 18 (23) dynamik, där forskargruppernas respektive kompetenser i kvantfysik och strömningslära kombineras för att kunna utforska nya typer av fysik. Till projektet anställdes doktoranden Dmitry Kobyakov. Doktoranden Alberto Cetoli tillbringade delar av våren vid Niels Bohr International Academy i Köpenhamn där han genomförde ett forskningsprojekt om gravitationsvågor och elektriska ledare. Emil Lundh var medarrangör till programmet "Quantum Solids, liquids and gases" vid Nordita i Stockholm i juli-augusti, som attraherade ett stort antal internationella toppnamn inom fältet. Gruppen har också deltagit som nod i NordForsk-nätverket "Cold atoms and condensed matter" som avslutades under året, och i det europeiska nätverket "ESF Research Networking Programme, Cold atoms, Semiconductor Polaritons, and Nanoscience", POLATOM. Rymdforskningen vid institutionen behandlar främst studier av satellitdata för att utveckla förståelsen av norrskensrelaterade processer i jordens magnetosfär. Energiomvandlig (mellan partiklar och det elektromagnetiska fältet) i jordens magnetsvans står i fokus för forskningen vid institutionen. Med hjälp av data från de fyra Clustersatelliterna har man bl.a. lyckats att, i magnetosfärens plasmaskikt, identifiera ett antal generatorområden som, åtminstone delvis, förmodas koppla till norrskensaktivitet. Vidare studerar man solvindens påverkan på omagnetiserade planeter såsom Mars och Venus. Forskargruppen inom organisk fotonik och elektronik studerar elektroniskt aktiva organiska material med en mängd olika spektroskopiska och elektrokemiska metoder. De mest lovande av dessa mjuka och lösningsprocessbara elektroniska material används sedan för tillverkning av olika typer av funktionella elektroniska komponenter, t.ex. transistorer, integrerade kretsar och ljusemitterande elektrokemiska celler (LEC:ar). Gruppen har under 2010 bland annat lyckats utveckla en LEC med rekordprestanda i form av lång operativ livslängd och högt ljusutbyte. Gruppen har vidare demonstrerat funktionella LEC:ar som lyser med de tre grundfärgerna blått, grönt och rött, och en uppsättning belysningskomponenter med olika ljusemission visas i figuren nedan. Ett projekt som har attraherat stort internationellt intresse är tillverkningen av en flexibel och helt metallfri belysningskomponent, baserad på en kombination av grafen och ledande/lysande plast; se figur nedan. Dessa forskningsgenombrott har lagt grunden till att ett företag, Lunavation (www.lunavation.com), har kunnat etableras för vidareutvecklingen av bland annat belysningskomponenter mot kommersiella applikationer. I ett annat projekt har forskargruppen utvecklat en teknik för mönstring av mikrometerstora strukturer i tunna organiska elektroniska filmer. Funktionen hos denna teknik för elektroniktillämpningar har demonstrerats via realiseringen av funktionella CMOS-kretsar. Figur. (vänster) Flerfärgs emission från fyra olika LEC:ar; (höger) en flexibel belysning skompon ent som är helt metallfri. Forskar gruppen i Kondenserad materiens fysik består av flera oberoende mindre grupper som är verksamma inom sina specialistområden men som samarbetar inom vissa projekt. Den experimentella forskningen fokuserar på att förstå och modifiera kemiska och fysikaliska egenskaper hos kolbaserade material eller alkalimetallhydrider. Experimentella tekniker som används är exempelvis spektroskopi, kemisk tillverkning av kolnanorör (CVD), syntes och karaktärisering under höga tryck, samt ett flertal olika
elektronmikroskopitekniker såsom svepelektronmikroskopi, transmissionselektronmikroskopi, atomkraftmikroskopi, och sveptunnelmikroskopi. Sid 19 (23) Forskargruppen “nanostrukturerat kol” har haft en stark utveckling under 2010. Gruppen har expanderat från en doktorand (Florian Nitze) och rekryterat två ytterligare doktorander, Tiva Sharifi och Hamid Barzeghaar. Dessutom har en post-dok, Guangzhi Hu förstärkt gruppen inom området elektrokemi och kemisk modifiering av kolnanostrukturer, främst genom att dekorera dem med nanopartiklar av katalysmaterial. Detta är ett område som utvecklas starkt både internationellt och för vår forskargrupp. Vi har haft en mycket god anslagstilldelning under 2010 med anslag från Ångpanneföreningen, Gustaf Richerts, Kempestiftelsen, och Wenner-Gren stiftelserna. Beslut från Vetenskapsrådet i november att stödja gruppens forskning med 2.85 MSEK under 2011-2013 tryggar ytterligare för framtiden. Gruppen deltar aktivt i två av <strong>universitet</strong>et utsedda starka forskningsmiljöer, ”solar fuels” och ”light in science and technology”. Detta kommer att möjliggöra ytterligare expansion under 2011 och vi planerar att rekrytera ytterligare två post-dok med kopplingar till gruppen. Under 2010 har en vibrationsspektroskopiplattform byggts upp. Plattformen består av state of the art mätutrustning för infraröd och Raman spektroskopi och leds av en styrgrupp bestående av, Thomas Wågberg (fysik), Per Persson (kemi), och Björn Sundberg (SLU). Plattformen administreras och underhålls av en tekniker, Andrzas Gorzas. Från 2011 kommer plattformen att ingå i KBC-miljön, där fysik nu också är medlem sedan 2011. Under 2011 tilldelades en ansökan från Thomas Wågberg, Per Persson och Lennart Johansson medel för att utveckla en kurs i ”molekylspektroskopi med tillämpningar”. Kursen ges för första gången under vårterminen 2011. Thomas Wågberg gav i december 2010 en docentföreläsning ”catalysts for green energy applications”, och är sedan 2011-01-28 formellt docent. Grafitoxid har liksom vanlig grafit en lagerstruktur, men avstånden mellan lagren är större och efter 150 år är den exakta strukturen fortfarande något av en gåta. Under 2008 upptäckte vi en mycket ovanlig egenskap hos grafitoxid: Strukturen expanderade under högt tryck på grund av att vattenmolekyler gick in mellan kristallens plan [1]. Senare studier har visat att inte bara vatten utan också alkoholer (metanol och etanol) och andra lösningsmedel (aceton) kan pressas in mellan oxiderade kolplan under mycket höga tryck. I dessa fall sker inträngandet dock på ett helt annat sätt än för vatten. Experiment med blandningar av vatten och alkoholer visar att vatten behåller sin flytande form mellan grafitoxidplanen också vid temperaturer där det "fria" vattnet övergått till fast form (is) utanför grafitoxidkornen. Nyckeln till att förstå dessa unika egenskaper är grafitoxidens nanoporösa struktur, och de nya resultaten kan hjälpa oss till en bättre förståelse av denna struktur. En annan viktig parameter är grafitoxidens kemiska egenskaper, och vi har nyligen visat att pH-värdet i experimentet är mycket viktigt: De strukturella ändringarna blir mycket små i sur vattenlösning (utspädd saltsyra) men mycket stora (85% expansion!) i basisk lösning (NaOH, "lut"). Experiment på grafitoxid kan bli mycket viktiga för vår allmänna förståelse av nano-inneslutningseffekter (nano-confinement effects). Det är väl känt att vätskor, till exempel vatten, får helt andra egenskaper när de innesluts i utrymmen med molekylära dimensioner (nanometerstorlek). Under sådana villkor får vätskan till exempel oftast mycket lägre fryspunkt, och man tror att många biologiska fenomen kan förklaras av att vattenmolekyler stängs inne i nano-kaviteter. Grafitoxid kan betraktas som ett utmärkt modellmaterial för studier av porösa hydrofila lagerbaserade system och av nanoinneslutningars effekter på strukturen hos olika lösningsmedel och andra vätskor. En annan spännande egenskap hos grafitoxid är att det lätt kan sönderdelas för att skapa enskilda grafitoxidlager, som i sin tur kan konverteras till grafen (enstaka grafitskikt) genom kemisk reduktion eller uppvärmning till rimliga temperaturer. Vi har nyligen publicerat en artikel i Journal of Physical Chemistry C där vi studerat temperatur-inducerad exfoliering av grafitoxid vid olika tryck. Genom att variera trycket kunde vi erhålla olika typer av kolmaterial vid reaktionen: Vid tryck i storleksordningen GPa erhölls nanometerstora grafitpartiklar, medan behandling vid och under atmosfärstryck gav mikrometerstora grafenplattor innehållande ett fåtal grafenskikt som resultat. Nanoporösa material är också av mycket stort intresse för lagring av vätgas. Vi har studerat väteabsorptionsegenskaperna hos kobolt- och zinkbaserade "Metal-Organic Framework"-material (MOF) nära rumstemperatur. En maximal vätelagringskapacitet på 0.75 vikts% erhölls för ett zinkbaserat
Page 1 and 2: Umeå universitet, 901 87 Umeå Ins
Page 3 and 4: Sid 3 (23) Introduktion av nya meda
Page 5 and 6: Sid 5 (23) examen i teknisk fysik (
Page 7 and 8: Sid 7 (23) åren, samt en prognos f
Page 9 and 10: 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 10/1
Page 11 and 12: Tabell. Antalet utresande studenter
Page 13 and 14: Sid 13 (23) opponenten att sätta s
Page 15 and 16: Sid 15 (23) människor för mycket
Page 17: Sid 17 (23) betydelse för den pond
Page 21 and 22: Sid 21 (23) genomföra mätningar h
Page 23: Sid 23 (23) Sammanfattande analys G

Fysik - Teknisk-naturvetenskaplig fakultet - Umeå universitet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?