Kimberly Dick Thelander

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

Karl Börjesson

Porträtt av Karl Börjesson
Porträtt av Karl Börjesson

Kemi: Han studerar vad som händer när ljus och molekyler kopplas samman

Karl Börjesson, född 1982, är professor vid Göteborgs universitet

Han får priset för utveckling av fotokemi i stark ljus–molekyl växelverkan.

Karl Börjesson forskar i gränslandet mellan kemi och fysik. Han har studerat ljus som är starkt sammankopplat med molekyler. När sammankopplingen blir tillräckligt stark skapas hybridtillstånd som får egenskaper från både molekylerna och från ljuset. Systemet får unika egenskaper som skiljer sig från vad som annars är möjligt för molekyler och för ljus. Sammankopplingen kan dessutom användas till att ändra molekylens kemiska och fotokemiska egenskaper utan att ändra dess struktur.

– Om sammankopplingen blir tillräckligt stark måste man även ta hänsyn till den starka kopplingen när man beskriver systemet som helhet, förklarar Karl Börjesson.

I framtiden vill han öka styrkan på sammankopplingen ytterligare. Det kan ske genom att bygga molekyler från grunden som är optimerade för att ge en så stark sammankoppling som möjligt.

– Vilken praktisk tillämpning detta kan få vet vi inte ännu. Men att man på det här sättet kan skyffla energi jättesnabbt och över långa avstånd skulle till exempel kunna komma till nytta vid utveckling av solceller, säger Karl Börjesson.

Han är väldigt glad över att få Göran Gustafssonpriset i det här skedet av sin karriär och ser det som ett fint erkännande att Vetenskapsakademiens ledamöter, som granskar de nominerade till priset, uppmärksammat just hans forskning.

Kontakt:
Karl Börjesson
karl.borjesson@gu.se
076-622 90 99

Kasper Moth-Poulsen

fotograf Oscar Mattsson

KEMI: Han vill utveckla metoder att lagra energin från solen

Kasper Moth-Poulsen, född 1978, är professor vid Chalmers tekniska högskola.

Han får priset för utveckling av molekylära energilagringssystem. Hur vi ska kunna lagra energin från solen är ett av framtidens stora energiproblem. Kasper Moth-Poulsen tror att han har hittat en del av lösningen. Hans grupp med forskare vid Chalmers har bland annat tagit fram en specialdesignad molekyl som kan fånga upp energin från solens strålar och avge den som värme långt senare. Det som händer är att molekylen, när den träffas av solljuset, byter skepnad till en energirik isomer som kan lagras. Genom att använda molekylen i en fönsterfilm kan det bli möjligt att värma upp bostäder och få en behaglig inomhusmiljö dygnet runt. Med hjälp av det system för lagring av solenergi, Most, som forskargruppen utvecklat går det att spara energin i upp till 18 år. Men helt nyligen har de även startat ett nytt projekt för att ta fram ett material som kan både lagra solenergin och absorbera energin från omgivningen, samt avge den som värme. Istället för vätskor kommer de nu att använda sig av fasta ämnen. Materialet ska kunna göra flera saker på samma gång, och förhoppningen är att de två olika systemen ska kunna kombineras i framtiden.

– Att få Göran Gustafssonpriset betyder jättemycket för mig. Det visar att man har gjort något bra, och det är fint att bli uppmärksammad för det, säger Kasper Moth-Poulsen.

 Kontakt:  076-1996855, mkasper@chalmers.se

David Drew

David Drew. Foto: Magnus Bergström

David Drew. Foto: Magnus Bergström
David Drew. Foto: Magnus Bergström

KEMI: Hårt arbetande proteiner spelar roll för celldöd och sjukdom

David Drew, född 1976, är docent i biokemi vid Stockholms universitet.

Han får priset för studier av struktur och funktion hos membranproteiner som transporterar lågmolekylära ämnen över cellmembran.

David Drew studerar hur transporten av små molekyler i form av glukos och fruktos sker in i och ut ur den mänskliga cellen. Cellen kan liknas vid en liten miniatyrfabrik. Där arbetar bland annat transportörproteiner hårt för att upprätthålla en slags jämvikt, den så kallade ”homeostasen”. När jämvikten sätts ur spel kan konsekvensen bli celldöd och sjukdom. David Drews forskning syftar till att ta reda på vad som händer på atomnivå och hur växlarna som reglerar dessa transportmaskiner för små molekyler fungerar.

– Vi försöker förstå hur vår kropp tar upp näringsämnen och hur transporten av små molekyler sker. Det här är grundforskning utifrån en grundläggande utgångspunkt. Men med större kunskap om hur processen går till kan det i framtiden även bli möjligt att utveckla nya läkemedel.

– Att få Göran Gustafssonpriset känns som en stor ära för mig och det är väldigt roligt att mitt arbete uppmärksammas på det här sättet.

 

Kontakt:  072-146 27 44, ddrew@dbb.su.se

Björn Högberg

Björn Högberg, Foto: Ulf Sirborn

KEMI: DNA-origami är som ett självbyggande lego

Björn Högberg, född 1975, är professor i molekylära systems biofysik vid Karolinska Institutet.

Han får priset för utveckling av nya metoder och tillämpningar inom DNA-origami.

DNA-origami handlar om att designa små strukturer liknande de som finns inne i kroppen för att sedan kunna studera dem. Först byggs en modell i datorn som sedan tillverkas i verkligheten av långa DNA-molekyler som tvingas vecka sig i bestämda former. Man kan likna det vid hur ett papper viks inom den japanska konstarten origami.

– Vi använder DNA som ett byggmaterial. Det är möjligt att tillverka vilka former och mönster som helst och det kan liknas vid ett självbyggande lego. Man skulle också kunna jämföra det med 3D-printing av nanostrukturer i biologiskt material.

Att det går att bygga på det här sättet beror på att DNA är väldigt förutsägbart. Forskarna vet exakt vilka delar som kommer att fästa på varandra och då åstadkomma veck.

De minimala DNA-strukturer i nanostorlek (1 nanometer motsvarar 1 miljarddels meter) som tillverkas används bland annat inom biologisk forskning. Med hjälp av DNA-origami har Björn Högberg till exempel studerat antikroppar och antigener. När antigener (kroppsfrämmande ämnen) kommer in i kroppen kan antikroppar i immunförsvaret reagera genom att binda sig till dessa. Forskargruppen på Karolinska Institutet har lyckats ta reda på exakt vilket avstånd som är det bästa för att bindningen mellan antigener och antikroppar ska bli så stark som möjligt.

– Det handlar om 16 nanometer! Och det är helt ny kunskap som potentiellt kan vara användbar inom vaccindesign, berättar Björn Högberg.

Kontakt:

 Epost bjorn.hogberg@ki.se

 Tel  08-524 870 36

Webbplats 

https://ki.se/en/mbb/bjorn-hogberg-Group

Belén Martín-Matute

Belén Martín Matute Foto: Anneli Larsson

KEMI: Framtidens förnyelsebara resurser

Belén Martín-Matute, född 1975, är professor i organisk kemi vid Stockholms universitet.

Hon får priset för utveckling av nya metoder för metallorganisk katalys.

Belén Martín-Matute utvecklar nya katalytiska processer för att skapa kol-kol och kol- heteroatombindningar. Det handlar bland annat om att omvandla vatten och koldioxid till kemiska produkter utan att behöva hantera farliga mellanled. Heteroatomer, som syre, kväve och halogener (fluor, klor, brom och jod) är vanligt förekommande i läkemedel och jordbrukskemikalier. De bindningarna är därför extra intressanta att skapa. I sin forskning använder Belén Martín-Matute en mängd olika metallkatalysatorer, och även metallfria sådana (så kallade organokatalysatorer). Genom att finjustera de elektroniska och steriska egenskaperna hos katalysatorer kan aktiviteten och selektiviteten kontrolleras. Den huvudsakliga delen av Belén Martín-Matutes forskning är att prioritera hållbarhet
i metoderna som utvecklas av hennes forskargrupp. Hon använder miljövänliga lösningsmedel och mångsidiga, stabila och strukturellt enkla men fortfarande effektiva katalysatorer. Hennes metoder ger högt utbyte vid måttliga temperaturer. Hennes forskning fokuserar även på förädling av biomassa och koldioxid för att undvika bildandet av avfall och för att kunna hitta nya förnybara resurser för kemiindustrin.

Se hennes forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:

 Epost belen.martin.matute@su.se

 Tel 08-16 24 38, 076 247 86 87

Webbplats 

www.organ.su.se/bm

 

Anja-Verena Mudring

Anja Verena-Mudring
Foto: Privat

KEMI: Joniska vätskor som flytande magneter och gröna lösningsmedel

Anja-Verena Mudring, professor i fysikalisk materialkemi vid Stockholms universitet, född 1971, arbetar i sin forskning med joniska vätskor som smarta lösningsmedel och reaktanter för nya material med ökad energieffektivitet och energilagring.

Hon får priset för för syntes, studier och applikationer av joniska vätskor.

Fördelarna med joniska vätskor är många, vilket gör dem extra lämpliga att använda inom kemisk industri som ersättning för klassiska flyktiga, brandfarliga och ofta giftiga organiska lösningsmedel. De joniska vätskorna är flytande vid rumstemperatur, är helt brandsäkra och luktfria. Förutom att vara ett rent och miljövänligt lösningsmedel erbjuder joniska vätskor många fler möjligheter, särskilt inom materialkemin. Eftersom en jonisk vätska alltid utgörs av två delar, en positivt laddad katjon och en negativt laddad anjon, finns det möjlighet att genom variation av dessa styra vätskans egenskaper, såsom smältpunkt och viskositet. Detta utnyttjas, till exempel, vid deras användning som smörjmedel. Anja-Verena Mudring har lyckats utveckla användnings-området ytterligare genom att införliva en metallkatjon som en del av den joniska vätskan. Detta gör den joniska lösningen magnetisk. En egenskap som möjliggör magnetisk separation vid kemiska processer. Jonvätskorna kan också vara självlysande och användas som (utskrivbara) spårämnen och markörer eller i nya energieffektiva belysningsanordningar, så kallade ljusavgivande elektrokemiska celler (LECS). Det saknas fortfarande praktiska och ekonomiska sätt att generera väte till framtidens miljöbilar. Ett sätt att tillverka vätgas skulle kunna vara sönderdelning av vatten med solljus och lämpliga fotokatalysatorer, som skapas med hjälp av joniska vätskor.

Se hennes forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:
Epost anja-verena.mudring@mmk.su.se

Tel 072-836 53 21 

Webbplats 

http://www.su.se/profiles/amudr-1.284806

Xavier Crispin

Pristagare 2016 Xavier Crispin
Xavier Crispin

KEMI: Fysiker som söker termoelektriska material

Xavier Crispin, född 1972, är professor vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) på Linköpings universitet.

Han får priset ”för utveckling och studier av organiska termoelektriska material med möjliga tillämpningar för omvandling av termisk energi till elektrisk”.

Crispin har ägnat en stor del av sitt vetenskapliga arbete till att utveckla och studera organiska transistorer, samt att studera konjugerade polymerer med spektroskopiska och elektriska metoder. Detta arbete har generellt publicerats i välkända tidskrifter och är ofta citerade. År 2011 visade Crispin att organiska konjugerande polymerer kan användas som termoelektriska material vid mycket lägre temperaturer än konventionella halvledarmaterial.

Flera andra internationella forskargrupper har senare också tagit upp liknande forskning. I sin projektbeskrivning redogör Crispin för nya strategier att nå termoelektriska egenskaper hos dessa polymermaterial. Insikten att polymerer kan anta semimetalliska egenskaper ska utnyttjas för termoelektricitet, spintronics, batterier och bränsleceller.

Crispin har en stark forskningsbakgrund inom organisk elektronik som utgör en solid bas för det nu aktuella projektet. Hans forskning kan leda till nya material för omvandling av spillvärme från traditionell energiproduktion till elektricitet och därmed ett bättre utnyttjande av befintliga energikällor. Crispin har tidigare erhållit Tage Erlanders pris för naturvetenskap och teknik för sin utveckling av termoelektriska polymerer med potential för kraftgenerering.

Se hans forskningspresentation i samband med prisutdelningen vid KVA.

Kontakt:
Mail xavier.crispin@liu.se
Tel 011-36 34 85
Webbplats

 

Forskningspresentation: Xavier Crispin

Pristagare 2016 Xavier Crispin
Xavier Crispin

Kemi. Föreläsning av Xavier Crispin professor vid Institutionen för teknik och naturvetenskap (ITN) på Linköpings universitet.

Han får priset ”för utveckling och studier av organiska termoelektriska material med möjliga tillämpningar för omvandling av termisk energi till elektrisk”. Föreläsningen skedde i samband med prisutdelningen vid KVA. Föreläsningen skedde i samband med prisutdelningen vid KTH.

Läs mer om hans forskning.

 

 

 

Yi Luo

Pristagare 2010
Yi Lou

KEMI: Molekyler för framtidens IT

Yi Luo, född 1965 (45 år) är professor i teoretisk kemi vid Kungliga Tekniska högskolan, Stockholm.

Hans forskning är inriktad mot utveckling av moderna beräkningsmetoder för att studera gensvaret hos enskilda molekyler under påverkan av elektromagnetiska fält. Under de senaste tio åren har Yi Luo utvecklat en teoretisk ”verktygslåda” för systematisk undersökning av elektrontransport i molekyler. Detta är grunden för så kallad molekylär elektronik som syftar till att använda molekyler som grundelement för elektroniska kretsar i framtida informationsbehandling. Hans metoder gör det möjligt att studera molekylär elektronik ur flera avseenden. Exempelvis har han exakt fastställt en optimal molekylstruktur och geometrisk kontakt mellan molekyl och elektrod i en fungerande molekylär enhet. Luo har vidare kunnat beskriva det statistiska beteendet av molekylär ledningsförmåga och av molekylära likriktare och strömbrytare.

Alla dessa uppgifter är ytterst användbara för att förstå och att optimera prestandan av enstaka molekylära elektroniska kretsar. Parallellt med detta har han också genomfört nyskapande studier inom området molekylär fotonik, och systematiskt undersökt möjligheterna att använda så kallade icke-linjära molekylära material för ett antal olika tillämpningar, såsom optisk kommunikation, solenergi och bio-avbildning (att genom avbildning studera friska och sjuka organ, vävnader och celler). Han har också gjort viktiga insatser i utvecklandet av mjukröntgenspektroskopi som en teknik för att karaktärisera molekylära material.

Kontakt
Tel 08-553 784 14
Mail luo@kth.se
Webbplats