Giovanni Volpe

av
Giovanni Volpi foto: Johan Wingborg

FYSIK: Han skapar smarta mikropartiklar

Giovanni Volpe, född 1982, är professor i fysik vid Göteborgs universitet

Han får priset för gränsöverskridande forskning som handlar om mikroskopiska partiklar med aktiva funktioner.

Giovanni Volpe leder Soft Matter Lab som har ett primärt fokus på aktiva material och artificiell intelligens. Hans forskargrupp studerar dynamiken och interaktionen hos små aktiva partiklar. Det handlar om partiklar som omvandlar energi från sin närmiljö till rörelse. Bland annat använder forskarna sig av optisk manipulation där ljuset fungerar som ett verktyg för att påverka dessa små partiklar.

Målsättningen är att i framtiden kunna skapa konstgjorda mikropartiklar med naturliga aktiva partiklar som förebilder. Tanken är att dessa mikropartiklar, eller mikrorobotar, ska kunna reagera på sin omgivning och samarbeta i grupp utan att behöva styras utifrån. Med hjälp av artificiell intelligens skulle sådana partiklar på sikt till exempel kunna användas för att leverera läkemedelsmolekyler till vävnader i kroppen eller sanera förorenad mark från gifter. Att kombinera maskininlärning, AI, med forskning om aktiv materia på det sätt som Giovanni Volpe gör är något helt nytt.

  • Det var först för ungefär fyra år sedan som man verkligen började forska inom området. Men det har fått mycket uppmärksamhet nu så det blir fler och fler grupper som ägnar sig åt det här, säger han.

Att få det erkännande som Göran Gustafssonpriset innebär är naturligtvis roligt. Giovanni Volpe ser utmärkelsen som en bekräftelse på att hans forskning håller hög klass.

Kontakt pristagare:
giovanni.volpe@physics.gu.se
070-996 61 81

Ilona Riipinen

av

FYSIK: Hon vill se hur aerosoler påverkar luften och klimatet

Ilona Riipinen, född 1982, är professor i atmosfärsvetenskap vid Stockholms universitet

Hon får priset för sin banbrytande forskning rörande atmosfäriska aerosolpartiklar och deras inverkan på moln, klimat och människors hälsa.

Varje kubikcentimeter luft innehåller tusentals flytande eller fasta aerosolpartiklar. Partiklarna är ofta osynliga för blotta ögat men kan försämra luftkvaliteten och påverka vår hälsa. De har dessutom en inverkan på klimatet. Fast hur stor?

Ilona Riipinen vill bringa klarhet i frågan. Hon sysslar med atmosfärisk fysik och har särskilt tittat på hur det går till när aerosolpartiklar bildas och vilken roll dessa sedan spelar för molnbildningen. Just aerosoler och moln är bland de största osäkerhetsfaktorerna när forskarna försöker göra klimatmodeller inför framtiden.

Genom att kombinera laboratorieexperiment i CLOUD-kammaren i Cern med fältmätningar och atmosfäriska simuleringsmodeller utvecklade vid Stockholms universitet hoppas hennes forskargrupp nu kunna bidra till både förbättrade klimatberäkningar och luftkvalitetsmodeller, kunskap som förhoppningsvis även kan leda till en bättre klimat- och miljöpolitik.

– För mig betyder det jättemycket att jag får priset i fysik eftersom jag alltid har sett mig som fysiker i grunden, fast jag jobbar tvärvetenskapligt. Det skickar en viktig signal om att fysiken kan tillämpas på miljöfrågorna. Fysiken är ett verktyg som kan användas för att förstå hur vår framtid kan bli på den här planeten, säger hon.

Kontakt:
ilona.riipinen@aces.su.se

Tel 073-585 92 51

Ville Kaila

av
Foto: Markus Marcetic

KEMI: Han studerar hur proteiner i cellerna omvandlar energi

Ville Kaila, född1983, är professor i biokemi vid Stockholms universitet

Han får priset för studier av molekylära mekanismer för biologisk laddningstransport.Det är proteiner som driver de kemiska processer i våra celler som är grunden till allt liv. De tar upp energin från födan och omvandlar den till elektrisk energi, ungefär som i ett batteri. Ville Kaila försöker förstå hur cellernas energiomvandling egentligen går till.

– Det är väldigt spännande att se hur naturen möjliggör de här laddningsomvandlingarna på molekylnivån. Proteinerna omvandlar energin genom transport av protoner och elektroner, och det kan ske med extremt hög effektivitet över stora avstånd, förklarar han.

I Ville Kailas grupp vid Stockholms universitet ingår forskare från olika discipliner, både kemister, fysiker och biologer. De kombinerar teoretiska beräkningsmetoder med experimentella tekniker, ren grundforskning men med flera möjliga tillämpningar. Om vi kan härma naturen och skapa konstgjorda system som fungerar som celler, kan det bland annat komma till nytta vid framställning av nya material.

Det har också visat sig att en stor del av alla mitokondriella sjukdomar uppstår som en följd av mutationer hos de proteiner som utför laddningstransporten. Vid sådana sjukdomar fungerar mitokondrierna, cellernas kraftverk, inte längre som de ska.

Ville Kaila hoppas nu att hans forskning även ska bidra med ny biomedicinsk kunskap.

– Vi vill bygga om maskineriet och ändra på byggklossarna för att få en helhetsbild av processen. Om vi kan förstå den ännu bättre ur ett grundvetenskapligt perspektiv kan vi även utreda kopplingen till vissa sjukdomar.

Det handlar om högriskforskning som han drömt om, men tidigare inte haft möjlighet att genomföra.

– Göran Gustafssonpriset är otroligt fina nyheter för oss. Förutom det generösa anslaget är det en stor ära att bli uppmärksammad på det här sättet.

Kontakt: ville.kaila@dbb.su.se

Sebastian Westenhoff

av
Sebastian Westenhoff foto: Mikael Wallerstedt

KEMI: Han studerar kemiska reaktioner med röntgenteknik

Sebastian Westenhoff, född 1978, är professor i biokemi vid Uppsala universitet

Han får priset för avbildning av kemiska och biokemiska reaktioner på molekylnivå.

Sebastian Westenhoff arbetar med att avbilda kemiska reaktioner. Otaliga sådana reaktioner pågår samtidigt där ett eller flera ämnen omvandlas till nya ämnen. Ofta styrs omvandlingarna av proteiner som har en specifik uppgift. För att kunna studera detta på molekylnivå använder han sig av avancerad laser- och röntgenteknik. På så sätt blir det möjligt att ”filma” hur proteinernas och molekylernas struktur förändras när de reagerar med varandra.

Framöver hoppas han kunna studera proteinernas roll vid så kallade laddningsöverföringar närmare. Detta är särskild viktigt inom fotosyntesen. Där omvandlar särskilda proteiner solljusets energi till elektroner som sedan transporterar dessa till specifika platser för vidare användning. Detaljkunskap om hur det går till kan i framtiden även komma till nytta vid framtagning av solceller.

  • När solljuset träffar solcellen så delas energin upp i två olika laddningar på ett sätt som liknar det som sker vid fotosyntes. Naturen har en väldigt optimal process där mycket lite energi går förlorad. Vi människor har ännu inte lyckats bygga lika bra solceller och kan säkert lära oss av hur fotosyntesen fungerar i växter, säger han.
  • Att få Göran Gustafssonpriset betyder enormt mycket. Det finns jättemånga duktiga kemister i Sverige så det är en ärofull bekräftelse för mig och min forskargrupp. 

Kontakt pristagare:
sebastian.westenhoff@kemi.uu.se
073-469 72 67

Kimberly Dick Thelander

av

KEMI: Med mikroskopets hjälp kan nanokristaller bli nya halvledare

Kimberly Dick Thelander, född 1980, är professor i materialvetenskap vid Lunds universitet

Hon får priset för studier av nanomaterials atomära uppbyggnad och dess karakterisering med hjälp av in-situ-elektronmikroskopi.

Merparten av de tekniska framsteg som görs i vårt moderna samhälle drivs av upptäckter och förädling av nya material. En av de viktigaste typerna av material är kristaller där atomerna sitter ordnade i upprepade mönster.

Kimberly Dick Thelander har bland annat intresserat sig för nya kristallina halvledarmaterial.

– Egentligen är min forskning ganska grundläggande. Jag försöker förstå processerna bakom hur kristaller bildas. Om vi kan förstå det kan vi också styra processen och då kan vi skapa olika former av nya material. Det behöver inte vara halvledare men halvledare är intressanta eftersom det är så mycket du kan göra med dem.

Egenskaperna hos en halvledare bestäms av de atomer den innehåller och hur de är ordnade. Om det är möjligt att ändra på deras mönster kan man skapa nya halvledare med helt nya egenskaper. Bland annat vill forskargruppen i Lund se om det går att bilda halvledarkristaller i pyttesmå strukturer som kallas för nanokristaller. För att kunna studera dessa minimala strukturer har man utvecklat ett särskilt elektronmikroskop.

Kontakt:
kimberly.thelander@ftf.lth.se

Tel 070-611 17 35

Klas Modin

av
Foto:Mikael Terfors

MATEMATIK: Han använder matematik för att förklara väderfenomen

Klas Modin, född 1979, är biträdande professor vid Institutionen för Matematiska Vetenskaper vid Chalmers tekniska högskola och Göteborgs universitet

Han får priset för utveckling och analys av effektiva strukturbevarande numeriska metoder för strömningsmekanik, grundade på innovativa tillämpningar av differentialgeometri.Klas Modin studerar strömningsekvationer som ligger till grund för att förstå väderfenomen på vår egen och andra planeter. Det handlar till exempel om orkaner i troposfären. I experiment och datorsimuleringar kan man återskapa uppkomsten och tillväxten av sådana virvelstormar. Men det saknas rigorösa matematiska resultat om hur de bildas och varför de är så stabila.

– Ekvationerna formulerades redan 1757 av Leonhard Euler, men lösningarna är ytterst komplicerade så det finns många grundläggande frågor kvar att besvara. Mitt långsiktiga mål är en bättre förståelse av långtidsbeteendet i lösningarna, säger han.I stället för traditionella hastighetsfält som storhet använder Klas Modin matriser, det vill säga speciella tabeller av tal. Fördelen är att man då kan utnyttja den rika geometriska teorin om matriser för att förstå lösningarna. Dessutom är matriser handfasta objekt som är mycket användbara vid datorsimuleringar.

Delar av forskningen som utförts i Göteborg har redan kommit till nytta för andra. Nyligen utförde ett forskarlag från Nederländerna, med expertis inom högprestandaberäkningar, simuleringar som baserade sig på Klas Modin och hans kollegors forskning. De lyckades då för första gången fånga den turbulenta bandstrukturen i Jupiters atmosfär.

Kontakt: klas.modin@gu.se

Alexander Berglund

av
Alexander Berglund foto: Max Hedmark

MATEMATIK: Han löser geometriska problem med hjälp av algebra

Alexander Berglund, född 1981, är docent i matematik vid Stockholms universitet

Han får priset för djupa och nyskapande arbeten inom algebraisk topologi och rationell homotopiteori

Algebraisk topologi är en gren av matematiken där man försöker lösa geometriska problem genom att konstruera algebraiska modeller. Konsten är att hitta modeller som å ena sidan är tillräckligt enkla för att vara beräkningsbara, å andra sidan komplicerade nog för att kunna spegla relevanta aspekter av ursprungsproblemet.

Alexander Berglund har i sin forskning bevisat nya fundamentala resultat inom algebraisk topologi och använt dem för att lösa problem inom både algebra och geometri. Bland annat har han studerat symmetrier av geometriska objekt och hittat nya typer av algebraiska modeller för dem.

Det har lett till upptäckten av nya oväntade kopplingar mellan problem som vid en första anblick inte verkar vara relaterade. Att förstå den djupare innebörden av dessa kopplingar samt utveckla potentiella tillämpningar på olösta problem, inom såväl algebra som topologi, är det övergripande målet med hans forskning.

Han blev både glad och överraskad när han fick veta att han tilldelats Göran Gustafssonpriset.

– Jag är fortfarande lite mållös. Det är glädjande att ens forskning hedras på det här sättet och priset innebär betydande nya möjligheter för mig och min forskargrupp.

Kontakt pristagare:
alexb@math.su.se

Fredrik Viklund

av

MATEMATIK: Han förklarar fysiken med hjälp av matematikens språk

Fredrik Viklund, född 1979, är professor i matematik vid KTH

Han får priset för framstående bidrag inom stokastisk geometri och teorin för kritiska gittermodeller i statistisk mekanik.

Samspelet mellan matematik och fysik har spelat en avgörande roll för naturvetenskapens utveckling genom historien. Fysikens lagar formuleras på ett förvånansvärt effektivt sätt med hjälp av matematikens språk.

Fredrik Viklund forskar inom ren matematik, men hans forskning inspireras av problem från fysikens område. Han och hans kollegor använder matematiskt tvärvetenskapliga metoder för att förstå fascinerande matematiska strukturer som först kunde anas genom experiment, simuleringar och fysikaliska resonemang. Det handlar om ett nytt matematiskt fält: stokastisk konform geometri.

Han utvecklar bland annat metoder för att förstå dessa fundamentala strukturer från flera perspektiv. Men han tar också hjälp av matematiska verktyg för att från ett sannolikhetsteoretiskt perspektiv studera så kallade kvantfältteorier, även de förekommande inom fysiken.

Fredrik Viklund är mycket glad över att ha tilldelats Göran Gustafssonpriset i matematik.

– Det är jätteroligt och det kommer att få stor betydelse för min forskning de kommande åren. Jag kommer få möjlighet att anställa postdoktorer och ta fler doktorander. Och för min egen del kommer jag att få mer tid för forskning, säger han.

Kontakt:
Fredrik Viklund
frejo@kth.se

Emma Lundberg

av

Molekylär biologi: Hon vill kartlägga samtliga proteiner inuti människans celler

Emma Lundberg, född 1980, är professor vid KTH och Scilifelab

Hon får priset i molekylär biologi för banbrytande arbete med att utveckla teknologier och analysverktyg för storskaliga karakteriseringar av det cellulära och subcellulära mänskliga proteomet.

Emma Lundberg arbetar inom spatiotemporal proteomik, ett forskningsområde som handlar om hur de proteiner som finns inuti våra mänskliga celler är organiserade i tid och rum. Under det senaste decenniet har hennes forskargrupp genererat hundratusentals mikroskopbilder för att bestämma var i cellen proteinerna finns. Bilderna ligger till grund för ”the Cell Atlas” en slags högupplöst karta av människans celler som ingår i Human Protein Atlas databas.

– Men mycket arbete återstår för att kartan ska bli komplett och den sista biten är förmodligen den svåraste. Det finns 20 000 gener som kodar för proteiner i kroppen och vi har kartlagt ungefär 17 000 fram tills nu, säger Emma Lundberg.

För att nå målet snabbare har hon använt flera innovativa metoder. Spelare i ett science fiction-spel online har hjälpt forskarna att analysera bilder av proteiner (så kallad gamification) och en modell av funktionella system har skapats med hjälp av artificiell intelligens.

Det projekt hon nu vill genomföra är tänkt att ge ny kunskap om cellcykeln och dess metabola reglering. Förhoppningen är att skapa nya strategier för läkemedel och diagnostiska verktyg för cancer.

Kontakt:
Emma Lundberg
emma.lundberg@scilifelab.se

Igor Adameyko

av
fotograf Gustav Mårtensson

MOLEKYLÄR BIOLOGI: Han studerar hur cellerna väljer väg

Igor Adameyko, född 1980, är senior researcher på Karolinska Institutet och Professor på Medical University of Vienna.

Han får priset för banbrytande studier av nervassocierade multipotenta Schwanncell-prekursorer och deras roll i organogenes Igor Adameyko studerar hur vårt nervsystem bildas och styr utvecklingen i andra delar av kroppen. Hans forskning ger också viktig kunskap om varför vissa celler inte beter sig som de ska, utan istället förvandlas till cancerceller. I vår kropp finns mängder med olika celler med olika uppgifter. Igor Adameykos forskargrupp har intresserat sig för hur stamcellerna utvecklas från tiden i embryot tills de ger upphov till de olika celltyper som bygger upp skilda delar av vår kropp. Det kan handla om tänder, pigmentceller, nervceller och gliaceller i hjärnan. På resan mot ökad specialisering gör cellen olika vägval. Vid olika tillfällen under sin utveckling händer det att vissa celler väljer ”fel väg”. Det kan då resultera i cancer, som den mycket svåra formen av cancer i nervsystemet – neuroblastom. Igor Adameykos forskning kan ge ökad förståelse för både cellernas normala utveckling och vad det är som sker när det går fel. Hittills har de flesta studier utförts på möss, men forskargruppen har också nyligen visat hur de nervassocierade multipotenta cellerna bygger upp binjurarna hos människor och hur det kan ha ett samband med neuroblastom hos barn. Något som ger nya förhoppningar om att hitta bättre behandlingar mot sjukdomen.

Om att ha tilldelats Göran Gustafssonpriset säger Igor Adameyko:

– Jag förväntade mig inte att få det här priset så jag blev väldigt förvånad. Det här kommer att innebära att vi får möjlighet att göra de mer krävande sakerna framöver och kan ta större risker.

Kontakt: 073-712 16 28, igor.adameyko@ki.se