Teknisk fysik

Chao Xu får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid Uppsala universitet. Han är född 1987 i Kina. Han studerade materialkemi på Stockholms universitet och erhöll sin doktorsexamen 2015. Efter det fortsatte han sin forskning som postdoktor vid Stockholms universitet och sedan Uppsala universitet. Sedan 2018 har han lett oberoende forskning vid Uppsala universitet.

Chao Xu beskriver sin forskning så här: Porösa material med justerbar porstorlek och hög ytarea spelar en avgörande roll i olika industriella processer. I min forskning fokuserar jag på den gröna syntesen, teknikutvecklingen och tillämpningsutvecklingen av olika porösa material, inklusive metall-organiska ramverk, porösa organiska polymerer och poröst kol. Vi har utvecklat en kostnadseffektiv och skalbar metod för att syntetisera olika porösa organiska polymerer med hjälp av gröna lösningsmedel under lågtemperaturförhållanden. Dessutom har användningen av nanoteknik, med hjälp av hållbara cellulosa-nanofibrer, möjliggjort bearbetning av olika porösa material till fristående nanokompositer.

De erhållna nanokompositerna visar stor potential för en mångsidig användning, inklusive energiskördning och lagring, kolupptag, återvinning av ädelmetaller, membranseparation och heterogen katalys.

På sin fritid spelar Chao gärna bordtennis och fotboll.

Vaishali Adya får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Hon föddes 1990 i Indien där hon erhöll sina kandidat- och mastersexamina. Hon tog sin doktorsexamen 2018 vid Max Planck Institute for Gravitational Physics, Albert Einstein Institute, i Hannover, Tyskland. Efter en postdoktoranställning vid Australian National University i Canberra, Australia, flyttade hon till KTH, Sverige som forskare och är nu biträdande lektor.

Vaishali beskriver sin forskning på följande sätt: Om man vill mäta svaga signaler, t.ex. gravitationsvågor som böljar genom rymdtiden eller svaga signaturer från biologiska molekyler med hög precision, krävs avancerade tekniker för att uppnå tillräcklig signal-brus-förhållande. En sådan teknik är användningen av kvanttillstånd i ljus som kallas “klämt ljus” (squeezed light). Med andra ord kan vi minska osäkerheten i en av egenskaperna hos det ljus som används, till exempel dess amplitud eller fas.

Detta klämda ljus tillstånd kan också användas för att producera sammanflätade tillstånd som är en viktig resurs för det snabbt växande området för kvantnyckeldistribution med kontinuerliga variabler.

För närvarande uppnås de högsta nivåerna av klämt ljus genom att en icke-linjär kristall med periodiskt varierande poler bäddas in i en optisk kavitet, vilket kräver komplexa återkopplings- och stabiliseringstekniker. Genom detta projekt kommer jag att dra nytta av min expertis inom reglersystem, laserinterferometri, kvantoptik och leda vägen inom design och implementering av kaskadkopplade, integrerade klämda ljuskällor baserade på vågledare med minskat fotavtryck och komplex implementering. Den klämda ljuskällan kommer att implementeras i två banbrytande experiment: som en kontinuerlig variabel sammanflätningskälla för kvantkommunikation och även i kvantförbättrade biosensorexperiment för att minska bakgrundsbruset i mätningen av koncentrationsberoende förändringar i brytningsindex för olika prover.

På sin fritid ägnar sig Vaishali åt experimentell bakning och promenader i naturen.

Georg Oberdieck får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid KTH. Han är född 1988 i Göttingen, Tyskland. Han sin doktorsexamen 2015 i matematik vid ETH Zürich. Efter en postdokperiod vid Berkeley och en junior fellow position vid Bonnuniversitetet blev han lektor  vid matematikinstitutionen vid KTH.

Georg beskriver sin forskning på följande sätt: Algebraisk geometri är studiet av geometriska rum som definieras av polynomekvationer, så kallade algebraiska varianter. Vardagen är full av exempel: ellipserna som beskriver planeternas rörelse runt solen, eller de elliptiska kurvorna som används i modern kryptografi. Mitt arbete ligger i enumerativ geometri, som är underområdet för algebraisk geometri som handlar om att räkna geometriska objekt på algebraiska varianter som linjer, kurvor och buntar. Dessa kvantitativa frågor kastar ljus över den detaljerade beskrivningen av ett geometriskt rum och avslöjar ofta överraskande kopplingar till andra områden inom matematiken, särskilt till talteori och representationsteori. Intressant nog finns det också djupa kopplingar till fysik: Fysiska storheter i strängteorin approximeras genom att räkna problem med kurvor på speciella algebraiska varianter. I mitt arbete fokuserar jag på geometrin hos K3-ytor, som är högredimensionella analoger till elliptiska kurvor. Jag fascineras här av kopplingen till modulära former, en vacker typ av funktioner av central betydelse inom talteori och kombinatorik. Denna koppling leder till många spännande resultat på K3-ytor, i synnerhet angående deras enumerativa geometri, deras associerade holomorfa-symplektiska geometri och verifiering av fysiska förutsägelser.

På sin fritid gillar han att vandra, läsa böcker, mest romaner, och utforska Stockholm.

Stefano Crespi får Göran Gustafssonpriset i Teknisk Fysik vid Uppsala universitet. Han föddes 1989 i Italien där han tog sin doktorsexamen i kemi vid Paviauniversitetet 2017. Han tillbringade två år som postdoktor i Pavia, följd av en fem-månadsperiod vid Regensburguniversitetet (Tyskland) och två och ett halvt år i Groningen (Nederländerna) som Marie Curie-postdoktor vid Nobelpristagaren Ben Feringas laboratorium. Han flyttade till Uppsala Universitet, där han blev biträdande lektor 2022.

Stefano Crespi beskriver sin forskning så här: det som har präglat mina forskningsintressen genom åren är omvandlingen av ljus till kemisk energi. Mitt huvudsakliga fokus är designen av nya fotokemiska reaktioner och att hitta nya sätt att utnyttja ljusstimuli och omvandla dem till mekanisk rörelse på nanometerskala, för att designa nya ljusdrivna molekylära maskiner. Fotoner representerar det perfekta miljövänliga reagenset eftersom de inte lämnar några spår i reaktionsblandningen. Fotonernas energi kan justeras för att matcha det exakta bandgapet mellan molekylernas grund och exciterade tillstånd. Även lokal och tidsupplöst precision kan uppnås med sådana fotokemiska reaktioner av organiska föreningar. Styrning av rörelse på nanometerskala via ljusstimuli kan användas för att modifiera egenskaperna hos smarta material och kan tillämpas inom systemkemi, energilagring och fotofarmakologi.

På min fritid tycker jag om: klättring och spela gitarr

Francesca Pennacchietti får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Hon är född 1987 och växte upp i Italien där hon studerade fysik. Hon tog sin doktorsexamen vid Universitet i Genua och Italienska Institutet för Teknologi, IIT, 2016. Hon jobbar nu som forskare vid avdelningen för biofysik vid KTH.

Francesca Pennacchietti beskriver sin forskning så här: Alla cellulära funktioner är reglerade av underliggande proteininteraktioner som är invecklade i både tid och rum. För att förstå hur dessa biologiska processer sker är det därmed viktigt att mäta antalet proteinkopior som finns på plats i olika biomolekylära aggregat, för flertalet olika proteiner, men dessutom dynamiken bakom dessas formering.

Trots denna tydliga frågeställning saknas det fortfarande avbildningstekniker som kan integrera all denna information, i både tid och rum med tillräcklig upplösning, i enskilda avbildningar. I min forskning har jag utvecklat mikroskopimetoder kapabla att avbilda celler med nanometerprecision, och som specifikt använder fluorescerande proteiner som aktivt kan slås av och på med ljus. Dessa proteiner kan kontrolleras med svaga ljusnivåer, vilket gör dessa tekniker specifikt kapabla till att avbilda levande celler och mäta dynamiska processer.

Jag anser att dessa typer av fluorescerande proteiner som kan kontrolleras med ljus kan utnyttjas för att dessutom få tillgång till ytterligare kvantitativ information i avbildningar med dessa mikroskopimetoder, något som min vidare forskning försöker utveckla och besvara.

På fritiden gillar Francesca att laga mat, vandra och sticka.

Alina Sekretareva får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid Uppsala universitet. Hon är född 1989 och uppvuxen i Ryssland där hon tog sin grundexamen 2011 i kemi vid Moskvas statliga universitet. Sin doktorsexamen i tillämpad fysik fick hon 2016 vid Linköping Universitet. Därefter tillbringade hon tre år som postdoktor i USA vid Stanford University. Hon återvände till Sverige till Uppsala Universitet och blev biträdande lektor år 2021.  För att kommersialisera sin forskning startade hon nyligen företaget Bioweronics AB. 

Alina Sekretareva beskriver sin forskning så här: Min forskning syftar till att förbättra förståelsen för elektronöverföringsprocesser inom (bio)elektrokatalysatorer och på elektrod/katalysatorgränssnittet genom att utveckla nya tekniker som möjliggör studier av dessa reaktioner på singelmolekylnivå. Förutom grundläggande aspekter undersöker jag möjligheter att designa nya (bio)elektrokatalytiska enheter baserade på denna nya förståelse. Min forskning överbryggar disciplinerna elektrokemi och (bio)oorganisk kemi och använder en rad elektrokemiska, spektroskopiska och teoretiska tekniker för att adressera grundläggande frågor av relevans för elektrokatalys.

Min nuvarande forskning fokuserar på undersökningar av plasmondriven elektrokatalys på enstaka plasmoniska nanopartiklar och på utveckling av nya enmolekylära elektrokemiska tekniker för studier av enzymatisk katalys.

På fritiden tycker jag om att springa maraton, vandra och åka skidor.

Stephan Steinhauer får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Han är född 1986 och uppvuxen i närheten av Wien där han studerade elektroteknik och teknisk fysik. Hans doktorsexamen fick han 2014 vid Vienna University of Technology.

Stephan Steinhauer beskriver sin forskning så här: Nanomaterial, definieras i stort sett som material med minst en geometrisk längd i nanometerskala, dvs. en miljarddel av en meter. Sådana material används som viktiga komponenter inom ett stort antal områden, från elektronik, energiutvinning, katalys och kemiteknik till modern kvantteknik. En hög grad av kontroll över storlek, kristallstruktur, kemisk sammansättning och gränssnittsegenskaper är av yttersta vikt för att uppnå material som är optimerade för sin specifika funktionalitet. Sedan min magisteruppsats har jag varit fascinerad av att studera nanomaterialens unika egenskaper och hur man kan tillverka dem på ett kontrollerat sätt, helst med precision i atomär skala. I synnerhet utvecklar jag metalloxidnanostrukturer för “klassiska” sensoranordningar samt för outforskade tillämpningar inom kvantoptik. I det senare fallet undersöker jag kopparoxidbaserade nanostrukturer som uppvisar elektron-hål-par med höga huvudkvantantal (dvs. Rydberg-excitoner), med målet att utveckla innovativa tillvägagångssätt för kvantsensorteknik med oöverträffad prestanda.

Utanför laboratoriet gillar Stephan racketsporter och är intresserad av att läsa litteratur.

Liam Solus får Göran Gustafssonpriset i teknisk fysik vid KTH. Liam föddes 1989 i USA, där han tog sin grundexamen 2011 i matematik vid Oberlin College. Sin doktorsexamen fick han 2015 vid University of Kentucky. Han flyttade till Sverige 2016 som postdoktor vid KTH där han nu är biträdande lektor.

Liam Solus beskriver sin forskning på följande sätt: Min inspiration och motivation som forskare kommer från att lösa problem som skapar oväntade och användbara broar mellan olika områden. I detta sammanhang fokuserar min forskning på kombinatorik och dess tillämpningar. Kombinatorik är matematikområdet som studerar egenskaperna hos objekt definierade på ändliga mängder, såsom nätverk, som används i en mängd olika tillämpade vetenskaper för att representera kopplingar mellan olika enheter i komplexa system. Samtidigt använder kombinatorik ofta verktyg från algebra och geometri, vilket genererar strukturer som kan manipuleras för att avslöja nya och användbara insikter. Summan av dessa delar är ett tvärvetenskapligt forskningsområde där man kan använda algebraiska och geometriska metoder för att studera nätverksstruktur med tillämpningar på problem i det moderna samhället. Inom detta utrymme har min forskning två centrala mål: Det första är att använda de algebraiska och geometriska perspektiven på kombinatorik för att ge lösningar på tillämpade problem.

Det andra är att studera hur dessa tillämpningar motiverar ny matematisk teori. För närvarande är mitt fokus på situationer där nätverket representerar kausala relationer, där algebra, geometri och kombinatorik hjälper oss att lära oss mer om komplexa kausala system i sammanhang med maskininlärning och fysik.

P fritiden gillar Liam att åka skateboard, surfa och hålla sig aktiv med andra sporter.

Wei Ouyang får Göran Gustafsson-priset i Teknisk Fysik vid KTH. Han växte upp i södra Kina och doktorerade 2018 vid Institut Pasteur, Paris, Frankrike. Efter sin doktorsexamen tillbringade Wei fyra år som postdoktor vid SciLifeLab och KTH.

Wei Ouyang beskriver sin forskning så här: Mitt arbete är inriktat på att bygga artificiella intelligenssystem för cell- och molekylärbiologi. Min tvärvetenskapliga grupp, AICell Lab, fokuserar på att skapa datadrivna helcellsmodeller med det ambitiösa målet att konstruera en mänsklig cellsimulator. För att uppnå detta arbetar Wei och hans team på innovationer inom data-analys, modellering och generering med tonvikt på vikten av autonoma system för att insamlandet av enorma mängder högkvalitetsdata som lämpar sig för träning av AI-modeller.

Wei säger vidare att hans grupp håller på att utveckla en helautomatiserad bildframställning, utrustad med flera mikroskop, robotarmar, vätskehanteringsrobotar och automatiska inkubatorer. Han framhåller att AI-modeller körs i realtid för att utöka mikroskopivyer med artificiella etiketter och noteringar, vilket möjliggör återkopplingssignaler för att kontrollera celltillväxt, differentiering och att justera mikroskopinställningar för att optimera fototoxicitet och fånga sällsynta händelser i levande celler.

Det långsiktiga målet med Weis forskning är att skapa storskaliga hela mänskliga cellmodeller genom att kombinera befintliga multi-omics-dataset med nya data som genereras av avbildningssystemet. Han föreställer sig att dessa mänskliga cellmodeller har stor potential inom cellexperimentering i kisel, läkemedelsupptäckande och bidrar till en holistisk och systematisk förståelse av den mänskliga cellen.

Utanför laboratoriet säger Wei att han tycker om att utforska Stockholms skärgård och att åka snowboard på vintern.