Han förutspår framtidens material

Fantasi är den största begränsningen för Martins Dahlqvists forskning. Som teoretiker vid Avdelningen för Materialdesign, är det hans idéer som testas för att skapa nya material.

Martin Dahlqvist använder superdatorer för att testa sina teorier.Martin Dahlqvist använder superdatorer för att testa sina teorier.Martin Dahlqvist arbetar med att förutse potentiella nya material. Genom att titta på strukturer, komposition och grundläggande funktioner i atomerna hos ett material, kan han filtrera bort återvändsgränder och omöjliga experiment. De teorimodeller som tar sig förbi hans granskning kan sedan testas av experimentella fysiker.

-Jag är inte en teoretisk fysiker även om jag sysslar med teori. Det är teori applicerat på befintliga metoder och utveckling av nya. Med fokus på materialet, säger han.

 

Martin hade studerat kemi innan han kom till Östergötland. Det var 2007 som han sökte sig till Linköpings Universitet och en doktorandtjänst som fanns tillgänglig i Johanna Roséns forskargrupp.  

- Johanna har gett mig stor frihet och har fått ta mycket ansvar. Det har funkat jättebra och passat mig perfekt, säger han.

 

Att enheten för materialdesign nu blivit en egen avdelning med tre enheter ser han som ett erkännande. Som avdelning har de också fått mer frihet att välja egna vägar.

- Vi börjar bli fler nu också. Under doktorandtiden var jag ensam teoretiker men nu är vi sex personer som bara sysslar med teori. Det blir en helt annan dynamik, säger han.

 

Livet som forskare är utmanande men enligt Martin Dahlqvist är det en del av belöningen. Som teoretiker är han den förste att förutspå potentialen i ett material som sedan skapas i ett labb. En teoretikerna ska fungera som ett filter för att hitta de material som kan ha potential.

- Man kan använda superdatorn för att beräkna hur atomen ska sitta på det mest fördelaktiga sättet. Av de tiotusen varianterna kanske vi hittar tio som är stabila och med potential att skapa i labbet. Det är kul och väldigt spännande, säger han.  

 

Martin DahlqvistMartin DahlqvistArbetet har utgått ifrån kända kristallstrukturer, hur atomer sitter med en given rumslig adress i atomärt lagrade material där tusentals kombinationer av atomer testas för att hitta stabila kandidater. Ett exempel på en sådan materialfamlj är så kallade MAX faser, som i grunden består av tre olika atomslag. M är en metall, A är ett A-gruppatom och X är ofta kol eller kväve. 


Genom att kombinera två metaller har Martin visat att de antingen vill vara blandade på ett oordnat sätt, om storleksskillnaden mellan metallerna är liten, men kan arrangera sig i ordnade mönster om storleksskillnaden är stor. Det senare exemplet, känt som i-MAX, har visat sig ge upphov till helt nya kombinationer av metaller i MAX faser.

- Om man blandar ena metallen med kol funkar det inte, likadant om den andra metallen blandas med kol. Men om vi först blandar metallerna i rätt mängd med varandra och sedan lägger till kol, uppstår magi. Vi får ett helt nytt material.

 

Resultatet av beräkningarna lämnas sedan till de experimentella labben. Historiskt sett har avdelningen lyckats framställa ett 30-tal material som teoretikerna förutspått ska gå att göra.

- Det ger tyngd till metoden jag använder. Det är oftast fantasin som sätter gränserna, säger Martin Dahlqvist.

Alla material kommer inte till användning och ofta är forskningen ”proof of concept”. Drömmen och målet med Martin Dahlqvists forskning är dock att förutspå material som kommer till konkret användning.

- Det vore det häftigaste, att kunna peka på något och säga att det där materialet, det förutspådde jag skulle gå att göra och nu används det världen över och är till nytta. Men eftersom jag är första steget i en lång kedja så tar det många år innan man kan se att någonting kommer till användning, säger han.

Martin behöver bara en uppkoppling för att ha tillgång till superdatorer. Alla tester kan ske från hans kontor på Campus Valla i Linköping. Martin behöver bara en uppkoppling för att ha tillgång till superdatorer. Alla tester kan ske från hans kontor på Campus Valla i Linköping.

Kontakt Visa/dölj innehåll