74 miljoner i WISE-anslag till teknikplattformar vid Uppsala universitet

Flera forskargrupper från teknisk-naturvetenskapliga fakulteten vid Uppsala universitet samarbetar inom ramen för WISE, vars övergripande syfte är att stödja materialforskning för hållbarhet. Den aktuella satsningen innebär att tre teknikplattformar, nämligen WISE Additive, WISE EST och NAP-XPS, etableras i Uppsala, vilket ger forskargrupperna nya verktyg i deras arbete.

Förstärkt materialutveckling genom WISE Additive

WISE Additive är en nationell plattform för additiv tillverkning (AM), den mest resurseffektiva tillverkningstekniken för produktion av komplexa multifunktionella komponenter, som inte är möjliga att producera med konventionell tillverkning. Plattformen är en gemensam verksamhet för Uppsala universitet, Chalmers tekniska högskola och Linköpings universitet. I Uppsala ligger fokus på materialutveckling för och genom AM, samt pulverproduktion, återvinning i AM och oförstörande strukturell analys.

På Chalmers ligger fokus på utveckling och industriell implementering av hållbara multifunktionella metall-metall- och metall-keramiska komponenter. I Linköping ligger fokus på att skriva ut avancerade elektroniska material och komponenter. WISE Additive ska underlätta utveckling och introduktion av hållbara material i svensk industri.

Cecilia Persson, forskningsledare för WISE Additive, förklarar att satsningen påadditiv tillverkning ger utökade möjligheter för materialutveckling för forskare både i Uppsala och övriga Sverige.

– Sedan tidigare har Ångströmlaboratoriet kapacitet för metallskrivning med laser. Men de nya investeringarna möjliggör skräddarsydda pulver för forskning samt förbättrade möjligheter för efterbearbetning och icke-destruktiv utvärdering av skrivna komponenter genom röntgentomografi.

Detta innebär ökad frihet i fråga om materialdesign, högsta kvalitet på skrivna ytor och potential för minskad material- och resursanvändning. Investeringen utgör därmed en välkommen förstärkning av möjligheterna för framstående materialforskning genom additiv tillverkning i Uppsala och Sverige.

Hållbara tribologilösningar inom WISE EST

Plattformen WISE EST (Enabling Sustainable technology Transitions) fokuserar på hur material kan anpassas för att öka energieffektiviteten och förlänga livslängden för tekniska system. Forskningsomrdådet kallas tribologi, vetenskapen om ytor i kontakt, med fokus på friktion, nötning och smörjning för kritiska komponenter. Målet är att möjliggöra att hållbar teknologi blir konkurrenskraftig och anamas utan fördröjning.

Inom ramen för WISE EST samarbetar Uppsala universitet och Luleå tekniska universitet med tribologiska testanordningar som erbjuder realistiska testförhållanden i kontrollerade miljöer. De använder också toppmoderna analytiska verktyg för att studera materialens beteende och prestanda. WISE EST kommer att undersöka hur nya material, beläggningar och smörjmedel bör anpassas för att göra hållbara lösningar konkurrenskraftiga och etablerade på marknaden.

Staffan Jacobson och Urban Wiklund, forskningsledare för WISE EST, är mycket glada och tacksamma för stödet från WISE vilket möjliggör implementeringen av avancerade kapaciteter inom WISE EST-labbet.

­– Det här ger utökade möjligheter för forskningsgrupper vid Uppsala universitet, genom samarbetsprojekt med noden i Luleå, men också i hög grad för samarbeten med andra materialvetenskapsgrupper både i Sverige och internationellt. WISE EST:s unika kapaciteter kommer även att erbjudas till branscher som är involverade i utvecklingen av ny hållbar teknik.

Nya analysmöjligheter med hjälp av NAP-XPS

Near Ambient Pressure X-ray Photoelectron Spectroscopy (NAP-XPS) möjliggör elementspecifik undersökning av materialytan under atmosfärlika förhållanden. Detta tillåter exempelvis undersökning av oorganiska och mjuka/organiska material, processer under reaktiva förhållanden samt studier som inkluderar gas- eller vätskefaser. Plattformen är en gemensam satsning mellan Linköpings universitet, Chalmers och Uppsala universitet.

I Linköping fokuseras det på mjuka och strålningskänsliga material.På Chalmers ligger fokuset på katalys och elektrokemi. I Uppsala är verktyget integrerat inom plattformen LigHt för extrem elementkänslighet och strukturanalys, och det riktar in sig på lätta element i material samt korrosionsprocesser.

Den nya instrumenteringen kommer att placeras på det väletablerade Tandemlaboratoriet vid Uppsala universitet. Därmed kommer NAP-XPS-instrumenteringen att kompletteras av befintliga högprecisionstekniker för karakterisering av lätta kemiska arter, såsom elastisk rekylavkänning och nukleär resonansprofilering. Ett exempel är extremt precisa karakteriseringsmetoder med MeV-joner som kommer att komplettera den extremt höga känsligheten hos SIMS.

Daniel Primetzhofer, forskningsledare, förklarar att NAP-XPS och LigHt i sin helhet kommer att skapa en helt unik forskningsmiljö som möjliggör att information om struktur, kemi och sammansättning av material på atomär nivå kopplas till egenskaper på makroskopisk nivå.

– Det är något som är avgörande för nya tillämpningar med fokus på lätta grundämnen såsom litium och väte. De bästa analysmetoderna från olika områden inom materialkaraktärisering kombineras på ett nytt sätt så att maximal känslighet kombineras med realistiska miljöer för de material som undersöks. Detta skapar en miljö för att studera hela livscykeln av material från syntes via tillämpning till återvinning.