DTU Kemi - Villumfonden 2017 - Kasper Steen Pedersen

Intet kvantesamfund uden ny kemi

tirsdag 31 jan 17
|
af Morten Andersen

Kontakt

Erling Halfdan Stenby
Institutdirektør, professor
DTU Kemi
45 25 20 12
Ekstremt kraftige computere, bedre katalysatorer samt sensorer, der kan afsløre sprængstoffer i en lufthavn. Det er tre eksempler på fremtidig teknologi baseret på fænomener på molekyle-skala. En ny forskningsgruppe på DTU Kemi ledet af Kasper Steen Pedersen skal skabe kemi, der gør det muligt.

For hundrede år siden revolutionerede Niels Bohr vores forståelse af verden med sin teori om fænomener på atomart niveau. I dag er en række nye teknologier på vej baseret på denne såkaldte kvantemekanik. Takket være en bevilling på 8,6 millioner kr. fra VILLUM FONDEN kan DTU Kemi fremover huse en ny forskningsgruppe, som bliver internationalt førende inden for samspillet mellem kvantemekanik og kemi. Bevillingen er givet til Kasper Steen Pedersen, der vender hjem fra ophold som gæsteforsker i Frankrig og Canada for at lede den nye gruppe.

”DTU Kemi er det ideelle sted at udføre projektet. Her findes allerede en fuldt udbygget infrastruktur til at fremstille de nye former for materialer, som vi interesserer os for. Samtidig er der enten på DTU Kemi eller andre steder på DTU adgang til spektroskoper og andet avanceret måleudstyr, som er nødvendigt for at karakterisere de udviklede materialer,” siger Kasper Steen Pedersen.

2D kan være bedre end 3D

Kasper Steen Pedersen modtog i 2014 en såkaldt Sapere Aude bevilling, som gives til fremragende danske forskertalenter. Siden har han forsket ved forskellige institutioner under CNRS (Centre National de la Recherche Scientifique) i Frankrig samt University of Montreal, Canada. Desuden har han opnået forsøgstid ved en række synkrotroner og andre internationale forskningsfaciliteter til sine eksperimenter.

Det særlige ved Kasper Steen Pedersens tilgang er, at han interesserer sig for materialer i 2D. Det vil sige materialer, der er så tynde, at de i princippet kun består af et enkelt lag molekyler.

”Når et materiale er så tyndt, kan der optræde helt andre egenskaber i forhold til samme materiale i en tykkere 3D-udgave. Først og fremmest kan de magnetiske og elektriske egenskaber af materialet være helt anderledes,” forklarer Kasper Steen Pedersen.

Netop de magnetiske og elektriske egenskaber vil være centrale for såkaldte kvantecomputere, som spås at blive ekstremt kraftige. Dermed bliver de i stand til at foretage beregninger, som selv nutidens supercomputere må give op over for.

En ny verden åbner sig
Andre mulige anvendelser af denne nye type materialer er til helt nye effektive typer af katalysatorer samt til sensorer, der kan spore ekstremt små mængder af et kemisk stof – i princippet helt ned til et enkelt molekyle. Den slags sensorer kan for eksempel bruges til at spore mange typer sprængstof, som afgiver ganske små mængder stof til den omgivende luft.

Mere specifikt interesserer Kasper Steen Pedersen sig for mulighederne for at udvikle nye 2D-materialer med kemisk designede egenskaber.

”Inden for 2D-forskningen har der især været meget stor interesse for grafen gennem de seneste år. Grafen har mange spændende anvendelser, men netop hvad angår mulighederne for at skræddersy de magnetiske og elektriske egenskaber, som vi interesserer os for, er hverken grafen eller andre eksisterende materialer ideelle. Det problem vil vi løse ved først at designe egnede molekylære byggeklodser og derefter klistre dem sammen på det molekylære niveau. Det er virkelig en helt ny verden af nye, mere avancerede 2D-materialer, som åbner sig.”

http://www.kemi.dtu.dk/nyheder/nyhed?id=2DEE3F02-1427-4568-ACEA-F56D4FCC1CE3
26 MARTS 2017