Modern materialteori ska få hjulen att rulla snabbare

Per Hyldgaard, professor på avdelningen för elektronikmaterial och system vid Chalmers, leder en forskargrupp som utvecklar en ny plattform för modern materialteori.
– Vi hoppas att våra beräkningsmetoder ska bidra till utvecklingen inom en rad viktiga områden.

Samhällsutvecklingen gynnas av snabba framsteg inom materialforskningen. Men att utveckla en teori som kan förutsäga materialfunktion endast utifrån atompositioner är ingen lätt uppgift. En utmaning för snabba framsteg i sammanhanget är att materialteori också är ett gammalt och beprövat forskningsfält. Nytänkande bemöts ibland med skepticism.
– Därför har vi lagt ner mycket arbete på att visa att vi är konkurrenskraftiga på det som forskare redan litar på inom denna tekniska teori. Allt det gamla och beprövade fungerar mycket väl även i vår nya plattform. Skillnaden är att vi också tillhandahåller ett nytt och mer allmänt synsätt och samtidigt ökar noggrannheten för studier av många fler system och processer, förklarar Per Hyldgaard.
Arbetet har pågått under lång tid; för 20 år sedan resulterade det i starten på forskargruppens nya generella beräkningsmetod för materialegenskaper, kallad vdW-DF.
Under senare tid har fokus varit på att skapa uppmärksamhet kring den plattformen, att bredda verktygslådan och få ut det nya beräkningssättet till fler forskare inom olika discipliner.
– Syftet är att skapa en feedbackloop där forskarnas erfarenheter av att använda plattformen i praktiken också kan användas till att förfina våra modeller ytterligare.

Många applikationer
Biokemi är ett område där forskargruppens moderna materialteori kan komma till stor nytta.
– De fundamentala processerna i livets gång beror på att molekyler växer med en blandning av starka och svaga växelverkningar, men de måste också ha stabilitet. Tidigare kunde man beskriva molekylernas stabilitet, men inte i kombination med själva processen, och det är här vi tror att vi har något att komma med, säger Per Hyldgaard.
En annan intressant applikation är grön teknologi.
– Det finns material som likt en svamp kan suga upp koldioxid ur luften, men då vill man att materialet enbart fångar koldioxid och inte vatten. Problemet kan lösas genom att molekylernas små växelverkningar definieras samtidigt med de stora, vilket är möjligt med hjälp av våra beräkningsmodeller.
För framtiden hoppas Per Hyldgaard att forskargruppens arbete ska bli en pusselbit både i kampen för klimatet och inom andra områden.
– Modern materialteori kan bidra till utvecklingen inom en rad olika discipliner, och vårt projekt är en del i den strävan.

Klicka här för att läsa mer om mig och mina projekt