Teknisk fysik

Jonathan Scragg, Teknisk fysik, UU

maj 2, 2018april 24, 2018 av g-forvaltning

Teknisk fysik. Jonathan Staaf Scragg är född i Kent, England 1983. Han avlade examen i naturvetenskap vid University of Cambridge år 2005 och doktorsexamen i fysikalisk kemi vid University of Bath år 2010. Sedan dess har Jonathan varit forskare och senare docent vid avdelningen för fasta tillståndets elektronik vid Uppsala universitet, inom forskningsgruppen för tunnfilmssolceller.

Jonathan Staaf Scragg beskriver sin forskning så här: Min forskning inspireras av en mycket allvarlig teknisk utmaning samt min passion för materialvetenskap. Utmaningen är det akuta behovet av att övergå till förnybara energikällor för att bekämpa klimatförändringen. En av de mest lovande lösningarna idag är att använda energin i solljuset, vilken kan fångas av solceller. Numera har solceller blivit billiga nog att kunna konkurrera med fossilbränsle i större delar av världen och snart även på nordliga breddgrader som Sverige. Det finns emellertid stora utmaningar med att snabbt ersätta terawattnivåer i den befintliga globala elproduktionen med solceller. Liksom för alla produkter som vi skapar så finns det visst utsläpp av koldioxid (CO₂) i samband med produktion av solceller, inklusive utvinning av de nödvändiga råvarorna. Även om dessa utsläpp återbetalas flera gånger under solcellens livstid så skulle en massiv och snabb ökning av solcellstillverkning ändå innebära en allvarlig belastning på miljön. Att förbättra solcellstekniken genom att höja verkningsgraden, minska konsumtionen av material och öka livslängden skulle vara mycket effektiva sätt att reducera problemen. Visionen som driver mitt arbete är att nya och bättre material för solceller skulle uppnå dessa mål och eliminera hindren i vår globala övergång till rena energikällor. Jag använder mig av avancerade syntesmetoder för att utforska nya material som först designas och gallras i datorsimuleringar. Dessa material ska kunna fånga energin från den delen av solspektrumet som dagens solceller använder relativt dåligt. Vi har identifierat sådana material som har extrema prestanda per gram, utmärkt kemisk stabilitet och som inte innehålla några sällsynta grundämnen. Om dessa material kan optimeras mot tillämpning i en solcell så kan de leda till mycket bättre verkningsgrad och därmed bidra till en hållbar tillväxt för solenergiproduktion i framtiden.

Gustafssonpriset till unga forskare vid Kungl tekniska högskolan och Uppsala universitet utgörs av ett forskningsbidrag på sammanlagt 2,5 miljoner kronor, under tre år. Pristagarna är högst 36 år.

Cecilia Persson, Teknisk fysik, UU

april 18, 2018april 26, 2017 av g-forvaltning

Teknisk fysik. Cecilia Persson är född 1980 i Enånger, Hälsingland. 2004 tog hon en europeisk civilingenjörsexamen i Materialteknik, med diplom från Luleå Tekniska universitet, Institut National Polytechnique de Lorraine och Universitat Politecnica de Catalunya. Examensarbetet gjordes vid Rizzolis Ortopediska Institut i Bologna, där hon efter avlagd examen fortsatte forska i två år innan hon påbörjade doktorandstudier vid Leeds universitet 2006, inom biomekanik. Sedan disputationen 2009 forskar hon vid Uppsala universitet, där hon sedan 2015 är universitetslektor och docent i teknisk fysik med inriktning mot materialvetenskap. Hon leder ett forskarteam på ca 10 personer, varav 6 är doktorander.

Cecilia Persson beskriver sin forskning så här:

Andelen benbrottsbehandlingar som behöver om-opereras ökar i takt med den växande andelen äldre, som i allt högre utsträckning också önskar bibehålla ett aktivt liv. Över 100 miljoner skruvar opereras in årligen världen över, och upp till 40 % kan behöva ersättas, ofta på grund av att omkringliggande ben är så poröst att skruvarna lätt lossnar. De riskerar därmed att förflyttas in i och skada intilliggande vävnader. I detta projekt, stött av Göran Gustafssons Stiftelse, vill vi utveckla nya material- och mekanikmodeller för att öka förståelsen för samspelet mellan implantat och ben på mikronivå och därmed kunna utveckla bättre material och implantat för bensköra.

Mikromekaniska datormodeller kommer att utvecklas och valideras genom mekanisk testning inuti högupplösta (i tid och rum) synkrotron-röntgentomografer. Modellerna kommer sedan att användas för att utvärdera olika benparametrars effekt på skruvfäste, samt för att utveckla innovativa skruvdesigner, bättre anpassade till det specifika benet de ska sättas in i. Det är mycket sannolikt att förstärkande material kommer att behövas i de mest porösa benen, och de idealiska egenskaperna och placeringen av ett sådant material kommer också att undersökas för att kunna ge rekommendationer inför användning i klinik. Bättre fysiska modeller av ben är viktiga inte bara för detta projekt, utan även för andra framtida studier av implantat i kombination med ben. Additiv tillverkning, eller 3D-utskrivning, skulle vara en idealisk teknik för att uppnå den komplexa strukturen hos poröst ben. För att uppnå samma lokala egenskaper som ben behöver dock nya material utvecklas som kan skrivas ut i befintlig utrustning. Vi har tidigare utvecklat hybrida material samt ben-induktiva material och kommer i detta projekt att bygga på tidigare kunskap för att ta fram material som kan skrivas ut och samtidigt matcha benets egenskaper, från mikro- till makronivå.

Lucie Delemotte, KTH

april 24, 2018 av g-forvaltning

Teknisk fysik. Lucie Delemotte är född 1985 i nordöstra Frankrike. Hon avlade examen inom kemi och doktorerade inom beräkningskemi vid Université de Lorraine 2011. Efter en vistelse som postdoktor vid Institute for Computational Molecular Science vid Temple University, Philadelphia, USA, samt vid Laboratory for Computational Biochemistry and Chemistry vid EPFL, Lausanne, Schweiz, med stöd från ett Marie Curie Fellowship, flyttade Lucie Delemotte till Science for Life Laboratory (SciLifeLab), Solna, som forskarassistent vid avdelningen för Tillämpad fysik vid KTH.

Lucie Delemotte beskriver sin forskning så här: För att kommunicera med sin omgivning använder biologiska celler membranproteiner, så som exempelvis jonkanaler. Dessa underlättar transport av joner över membranet och möjliggör fortplantning av elektriska signaler. Genetiska mutationer i dessa proteiner leder till dysfunktion och en mängd ärftliga sjukdomar, till exempel hjärtarytmier och epilepsi. För att förstå detaljerna kring hur dessa molekylära mekanismer verkar använder jag så kallade molekyldynamiska (MD) simuleringar. Dessa simuleringar har en atomär spatial upplösning, samt en tidsupplösning av storleksordningen femtosekunder. Begränsningarna för metoden återfinnes således i de längre tidsskalorna, det vill säga att generera simuleringar tillräckligt långa för att kunna representera biologiska processer. Jag har stort fokus på att utveckla protokoll för avancerade molekyldynamiska simuleringar vilka kringgår detta hinder och tillåter observation av just dessa biologiskt relevanta fenomen. Det gemensamma arbetet inom Delemotte Lab möjliggör en djupare förståelse av det komplexa samspelet mellan membranproteiner och deras omgivning, framförallt lipidmolekylerna i cellmembranet. Delemotte Lab tacklar också utmaningar som att försöka förstå hur genetiska mutationer, vilka kan orsaka sjukdomar likt hjärtarytmier, Att förstå orsakerna till varför proteiner uppvisar avvikande funktion eller beteende kan bland annat användas för att utveckla mer effektiva läkemedel.

Jonas Sellberg, KTH

april 24, 2018april 24, 2018 av g-forvaltning

Teknisk fysik. Jonas Sellberg är född 1985 i Stockholm. Han tog studenten 2004 från Norra Real och läste sedan civilingenjörsprogrammet i kemi och kemiteknik på KTH med inriktning mot organisk och fysikalisk kemi, där han tog examen 2009 efter utbytesår vid University of Tokyo och sommarutbyte vid Princeton University i USA. Han avlade doktorsexamen i kemisk fysik 2014 vid Stockholms universitet och fick Sigrid Arrhenius stipendium för ett framstående forskningsarbete efter tre år som gästforskare 2010-2013 vid SLAC National Accelerator Laboratory i Kalifornien. Under 2014-2015 var han postdoktor vid Uppsala universitet med fokus på biofysik. År 2016 återvände han till KTH som biträdande lektor vid Institutionen för tillämpad fysik.

Jonas Sellberg beskriver sin forskning så här: Ljuskällor som producerar koherent ljus har förändrat vårt samhälle sedan lasern uppfanns på 1960-talet. Lasrar är idag involverade i varje telefonsamtal och epost. Lasrar används också för att sekvensera DNA och behandla synfel på någon minut. För röntgenljus, d.v.s. ljus med väldigt kort våglängd som är jämförbar med avstånden mellan atomer, har uppfinningen av liknande ljuskällor dröjt. Det var först år 2005 som världens första mjukröntgenlaser togs i bruk vid DESY i Tyskland, och år 2009 blev världens första hårdröntgenlaser tillgänglig för användare vid SLAC i USA. De ultrasnabba röntgenpulserna med extremt hög intensitet har sedan dess använts av forskare världen över för att avbilda celler och virus, strukturbestämma proteiner och kartlägga elektroniska och magnetiska egenskaper hos atomer, molekyler och nanostrukturerade material. Min forskning har varit tätt sammankopplad med utvecklingen av röntgenlasern och jag har sedan 2010 varit involverad i över 40 olika experiment vid röntgenlaseranläggningar på de tre kontinenter där de hittills har byggts. Även om tillämpningarna har varierat så är experimenten huvudsakligen interdisciplinära och i gränslandet mellan fysik, kemi och biologi. Ofta handlar det om att få en inblick i kemiska och fysikaliska processer som sker på en ultrasnabb tidsskala jämförbar med tiden det tar för ljus att färdas tjockleken av ett tunt hårstrå. Jag har till exempel varit delaktig i att mäta strukturen och dynamiken av vätebindningar i underkylt vatten ned till -46 °C, avbilda virus och celler på nanonivå, och förstå hur den elektroniska strukturen förändrar sig under kemiska reaktioner, så som när fotosystem omvandlar vatten till syrgas och när kolmonoxid oxideras till koldioxid med hjälp av en katalysator. Samarbete är en central del av min forskning och jag är idag aktiv i den grupp av forskare som utvecklar en svensk röntgenlaser. På sikt har det potentialen att uppnå varje molekylfysikers dröm – att spela in filmer av makromolekylära kemiska reaktioner med atomär upplösning.

David Rydh, KTH

april 18, 2018april 26, 2017 av g-forvaltning

Teknisk fysik. David Rydh är född i Morgongåva 1980. Han tog studenten 1999 på Karlbergsgymnasiet i Åmål och började därefter på KTH Teknisk fysik med inriktning mot matematik, där han tog examen 2003. Han avlade sedan doktorsexamen i matematik 2008 vid KTH. Under 2009-2010 var han postdoktor vid UC Berkeley på anslag från Vetenskapsrådet. Därefter återvände han till matematikinstitutionen på KTH, först en kort tid som forskarassistent, sedan som biträdande lektor 2011 och nu universitetslektor (och docent) 2015. Rydh fick Göran Gustafssonpriset för unga forskare 2011 och Wallenbergpriset i matematik 2015.

David Rydh beskriver sin forskning så här: I matematik, liksom i naturvetenskap, är det viktigt att systematisera och klassificera. Ett välkänt exempel från antiken är klassificeringen av regelbundna polyedrar: de platonska kropparna. I mitt forskningsområde, algebraisk geometri, studerar man geometriska objekt som är definierade av polynomekvationer. Ett moduliproblem innebär att klassificera sådana geometriska objekt. Det kan till exempel vara linjer i ett plan eller kurvor. Till ett sådant problem söker vi en geometrisk lösning, ett modulirum, där varje punkt i modulirummet motsvarar en klass av objekten. Ofta har objekten man klassificerar symmetrier. För att då kunna lösa moduliproblemet behöver vi låta modulirummet vara en så kallad stack som har en mer komplicerad geometrisk struktur. En stor del av min forskning behandlar moduliproblem och teorin för stackar i algebraisk geometri. Ett viktigt verktyg som jag har utvecklat är Tannakadualitet som knyter samman teorin för algebraiska stackar med en till synes helt annan del av matematiken, monoidala kategorier. Med Tannakadualitet har jag löst moduliproblem som tidigare var olösta och givit en precis beskrivning av den lokala geometriska strukturen hos algebraiska stackar. Ett annat viktigt verktyg jag utvecklat är stackiga uppblåsningar som på ett kontrollerat sätt modifierar stackar. Det visar sig att alla slags modifikationer går att beskriva med hjälp av stackiga uppblåsningar. Eftersom de senare är mycket explicita blir alla modifikationer hanterbara.

Ilaria Testa, KTH

april 18, 2018april 26, 2017 av g-forvaltning

Teknisk fysik. Ilaria Testa är född i Genua, Italien 1981. Hon avlade examen i fysik samt doktorsexamen i biofysik vid Università di Genova år 2009. Efter postdoktorsvistelse 2009-2014 vid Department of Nanobiophotonics, Max Planck Institute for Biophysical Chemistry Göttingen (under ledning av nobelpristagaren i kemi 2014, Stefan Hell) flyttade Ilaria Testa till Science for Life Laboratory (SciLifeLab) och blev 2015 biträdande lektor vid institutionen för Tillämpad fysik, KTH.

Ilaria Testa beskriver sin forskning så här:Medan traditionell ljusmikroskopis spatiala upplösning begränsas till 200 nm av diffraktionsgränsen så fokuserar min forskning på utveckling av nya typer av mikroskop som möjliggör avbildning på nanonivå med en upplösning av 10-20 nm. Bland annat skapade jag en mikroskopiplattform baserad på stokastisk växling av enstaka fluorescenta molekyler med den unika möjligheten att separera dem med hjälp av ratiometrisk spektral detektion. Jag rörde mig sedan mot forskningsområdet som behandlar avbildning av levande celler och var en av pionjärerna av RESOLFT-mikroskopi, en metod som lägger vikt vid att vara minimalt invasiv för att kunna observera levande biologiska system med ej tidigare sedd spatial upplösning. Tillsammans med ett interdisciplinärt team av biologer och fysiker lyckades jag med att tillämpa RESOLFT-konceptet i levande nervceller och till och med vävnader genom att använda olika typer av fluorescerande protein. Vår studie som publicerades i Nature visade för första gången RESOLFT-mikroskopis potential för avbildning av levande celler med precision på nanoskala och minimala belysningsintensiteter. RESOLFT blev också framgångsrikt tillämpat för att avbilda dendritiska utskotts dynamik i levande hjärnvävnad, över flera timmars observation. Nyligen har jag utvecklat denna plattform för avbildning i flera färger samt observation av levande människoceller som var endogeniskt märkta med fluoroforer genom CRISP-Cas9-systemet. Vi fokuserar nu på utvecklingen av nästa generations mikroskop som kommer att möjliggöra precis identifiering av biologiska molekyler beroende på deras positioner, mängd och dynamik, allt i deras naturliga miljö. Speciell fokus kommer att läggas vid att undersöka den spatiala organisationen och funktionaliteten av nervcellsproteiner i relevanta biologiska system, allt på en nanoskala.

Andreas Hellander, UU

april 18, 2018augusti 17, 2016 av GG-admin

Teknisk fysik. Andreas Hellander är född 1982 i Arjeplog. Han avlade studentexamen i Arjeplog 2000, blev civilingenjör i molekylär bioteknik vid Uppsala Universitet 2006 och disputerade i beräkningsvetenskap 2011. Efter två år som postdoktor vid University of California Santa Barbara tillträdde han 2013 en tjänst som lektor i beräkningsvetenskap vid avdelningen för beräkningsvetenskap, Institutionen för informationsteknologi, Uppsala universitet. Han är sedan 2014 docent i beräkningsvetenskap.

Andreas Hellander beskriver sin forskning så här:
Ett tema i min forskning i beräkningsvetenskap och systembiologi är utvecklandet av noggranna och effektiva metoder för att simulera biokemiska reaktionsnätverk med stokastiska modeller. Stokastiska modeller har i beräkningssystembiologin visat sig vara mer användbara än traditionellt använda differentialekvationer när man vill beskriva cellulära system med väldigt låga antal av nyckelproteiner så som transkriptionsfaktorer. Med kvantitativa modeller kan vi generera hypoteser för hur molekylära nätverk fungerar och hur de skulle reagera på olika typer av extern påverkan, och vi kan studera teoretiska egenskaper hos olika cellulära kontrollsystem. Den inneboende skalseparationen som förekommer i sådana system gör simuleringar mycket tidskrävande, och en stor del av min tidigare forskning har handlat om så kallade multiskalmetoder för att konstruera mer effektiva algoritmer. I min grupp är beräkningsmjukvara en central del av verksamheten. Genom öppen källkod kan de senaste algoritmerna snabbare nå potentiella användare och på så sätt snabbare möjliggöra ny domänspecifik forskning. Ofta är det dock ett stort steg från öppen källkod till generellt användbar mjukvara. På senare tid har molnteknologi gjort det enklare både att utveckla och leverera mjukvara till andra forskare. Vi har nyligen demonstrerat hur man kan utveckla molnmjukvara som gör även storskaliga beräkningsexperiment mer lättillgängliga, mer skalbara och lättare att reproducera. Det senare är ett ofta ett problem i praktiken för forskning som bygger på nya avancerade algoritmer och storskaliga beräkningar. Tack vare priset från Göran Gustafssons stiftelse får jag möjlighet att expandera min forskning i nya riktningar. I ett nytt projekt ska vi undersöka möjligheten att utveckla smarta stödsystem för modellutforskning. Baserat på molnteknologi och metodik från maskininlärning hoppas vi utveckla serviceorienterade mjukvarukomponenter som möjliggör mycket mer interaktiva och effektiva sätt att utforska biologiska system med hjälp av modellering och simulering än vad som är möjligt idag.

Chong Qi, KTH

januari 31, 2017augusti 17, 2016 av GG-admin

Teknisk fysik. Chong Qi är född 1983 i Jinan, Kina. Han avlade doktorsexamen vid Pekings universitet 2009 och kom till KTH genom stöd av Vetenskapsrådets bidrag till anställning som postdoktor i Sverige. Han fortsatte sin forskning på KTH med stöd från kärnfysikgruppen på KTH och ett projektbidrag för unga forskare frän Vetenskapsrådet. Sedan 2014 är han biträdande lektor vid Institutionen för fysik, KTH. Qi blev docent 2015 inom området teoretisk kärnfysik.

Chong Qi beskriver sin forskning så här:
Som teoretiker arbetar jag främst med modeller av den växelverkan som uppstår mellan partiklar i kvantmekaniska mångkropparsystem. Forskningen syftar till att utveckla nya metoder för atomkärnan för att beskriva hur komplexa skeenden uppstår ur enkla komponenter och hur komplexa krafter kan ge upphov till enkla rörelser. Atomkärnan skapas i våldsamma processer i universum. För att kunna förstå till exempel varför det finns så lite guld och så mycket kisel på jorden krävs kunskap om exotiska atomkärnor, som har mycket kort livslängd. Den senaste forskningen avser att beskriva egenskaper och uppbyggnad av exotiska och extremt kortlivade atomkärnor med helt andra relativa sammansättningar av protoner och neutroner än de stabila och långlivade atomkärnorna. Nära de gränserna för existens har man funnit att kärnmaterian kan ha mycket ovanliga egenskaper. I dessa kärnor kan man ha en växelverkan mellan bundna och obundna tillstånd liksom att de tillfälligt kan befinna sig i obundna tillstånd. Man kan också med förfinad experimentell teknik nå tunga kärnor med samma antal protoner och neutroner, vilka har visat oväntat tecken på en ny struktur, där parvisa neutron-proton-korrelationer dominerar. Dessutom kan de här kärnorna genomgå nya former av sönderfall som vi studerar med vår formalism. Traditionella kärnmodeller, utvecklade för att beskriva kärnor i närheten av stabilitetslinjen, kan inte beskriva fenomen som händer i obundna, instabila tillstånd. Det övergripande målet för mitt Göran Gustafsson-projekt är att tillämpa modellen som jag har utvecklat för att studera de sällsynta nedbrytningsprocesserna. Arbetet har hittills resulterat i över 70 vetenskapliga publikationer. Jag har handlett två doktorander och en master-student.

Sascha Ott, Teknisk fysik, UU

oktober 10, 2016september 3, 2016 av GG-admin

Sascha Ott är född 1973 i Heilbronn, Tyskland. Han studerade kemi vid universitetet i Freiburg, Tyskland, tog en Bachelor of science vid Flinders University of South Australia, och en Ph D 2002 vid University College London. Efter att ha varit postdoktor vid Stockholms universitet hos prof. Björn Åkermark och prof. Licheng Sun fick Sascha Ott 2004 en forskartjänst vid Uppsala universitet, följt 2006 av en forskarassistenttjänst och 2010 av en rådsforskartjänst från Vetenskapsrådet i oorganisk syntes.

Ott beskriver sin forskning så här:
Under de senaste decennierna har det gjorts mycket stora framsteg inom organisk elektronik och fotonik. Marknaden för elektronikprodukter baserade på organiska material har uppskattas till över 30 miljarder dollar år 2015. Det är upptäckten av ledande polymerer och elektroluminiscens baserad på små organiska molekyler under 1980- och 1990-talen som ger den vetenskapliga grunden för området. Det mesta av dagens forskning inom organisk elektronik görs med traditionell kemi. Genom kemisk syntes har man tillgång till hela Periodiska systemet och kan utnyttja egenskaper hos grundämnen som ännu inte kommit till användning inom molekylär elektronik. Vi har nyligen initierat ett projekt som, uttryckt i vetenskapliga termer, handlar om icke-traditionella pi-konjugerade topologier, där fosfor infogas i pi-konjugerade system.

I dessa system studerar vi föreningarnas elektroniska egenskaper och deras växelverkan med ytor, för att kunna utnyttja dem i organiska tunnfilmstransistorer. Projektet kräver kontakter mellan organisk kemisk syntes, ytfysik och komponenttillverkning. I vårt fall sker det genom samarbete med det Uppsala-baserade nätverket U3MEC inom molekylär elektronik samt med en forskargrupp vid Department of Chemical Engineering, Stanford University, som arbetar med komponenter. Vår strävan är att finna nya vägar inom organisk elektronik genom att våra grundvetenskapliga studier av molekyler leder till praktiska tillämpningar.

Carlota Canalias, Teknisk fysik, KTH

mars 13, 2019september 3, 2016 av GG-admin

Carlota Canalias är född 1975 i Barcelona, Spanien. Efter studier i fysik vid Universitat Autonòma de Barcelona flyttade hon 1999 till Sverige för att påbörja forskarstudier. År 2005 avlade hon doktorsexamen i laserfysik vid KTH, där hon fortsatte som forskare fram till 2007. Efter en tid i näringslivet återvände hon 2008 till KTH och laserfysik, nu som forskarassistent på Vetenskapsrådet.

Canalias beskriver sin forskning så här:
Min forskning handlar om framställning och studier av nanodomänstrukturer i ferroelektriska kristaller och deras användning i optiska tillämpningar. Den kunskapen skall användas för att skapa nya typer av optiska komponenter, bl.a. baserade på motpropagerande optiska fält, elektro-optiska effekter och plasmon-polariton-koppling. Utveckling av nanostrukturerade ferroelektriska kristaller kräver grundläggande forskning om hur domäner växer fram i ferroelektriska material, och vilka eventuella fysikaliska och materialrelaterade begränsningar finns.

En viktig fråga är egenskaperna hos den så kallade domänväggen, det vill säga det mycket smala området som ligger mellan två domäner, och vars egenskaper kan vara extremt viktiga för hur hela strukturen beter sig. I domänväggen kan, till exempel, kristallsymmetrin förändras lokalt, vilket kan leda till intrikata och komplexa ickelinjära optiska effekter. När två små domäner växer fram nära varandra påverkar de varandra. Den dynamiken vill vi försöka beskriva och förstå.