Nya möjliga men okända material

Info på LTH

2015-03-12

I SIK´s regi

Karl-Erik Årze´n hälsade oss välkomna.

Fyra gästföreläsare var inbjudna, varav den sista hade förhinder, där nyheterna bara nämndes helt flyktigt.

Länk Obs! Anmäl er inte till något på IVA´s hemsida. Vi blir inbjudna till utvalda besök.

Första föreläsaren var Prof Sven Lidin, Lunds universitet.

Han menade att vi gått från stenåldern, via bronsåldern och järnåldern och är nu inne i silikonåldern.

Det finns 100 000 nya oorganiska material att prova ut. Man hinner inte prova ut alla, så en del får beräknas matematiskt för att man sedan ska kunna begära utprovning.

Områden där det forskas mycket om är för närvarande batterier och solceller. Vi behöver bättre, billigare och säkrare batterier och solceller för att komma vidare.

Även områden inom nanoteknik och magnetism (järn-elektromagnetism) forskas det mycket om.

Ett exempel där man beräknade sig fram var supraledande material. Man beräknade fram bättre och bättre material, som blev supraledan de vid allt högre temperaturer, från någon °K till hundra °K. I och med det kan man kyla ned ledarna med flytande kväve, vilket är ett mycket billigare kylmedium än väte.

Något som stack ut från alla beräkningar var (La,Ba)₂CuO₄, som var supraflytande i betydligt högre temperatur än beräknat. Allt går alltså inte att beräkna fram. Länk

Ett exempel där det går att räkna sig fram är framtagningen av optisk fiber. Är den ren, sker inga förluster. Men de första framtagna optiska fibrerna hade föroreningar av järn, vilket gjorde optiska fibrer längre än 10 meter omöjliga. Då man lyckades minska föroreningarna lyckade man skicka signaler genom 100 m långa fibrer. Till sist fick man praktiskt taget rena fibrer, med minimala förluster. Charles K. Kao fick Nobelpriset för detta. Länk 

Sven avslutade sitt föredrag med att nämna att kolbollar (Fulleren) Länk, inte är ett material, eftersom vi inte har upptäckt något användningsområde för det än. Fulleren finns i alla storlekar, där kolatomerna sitter i 12 femhörningar, med inga eller ett visst antal sexhörningar för att fylla ut.

Grafen, som består av mattor av kol, en atom tjocka, har heller inget användningsområde och är därför heller inget material, men som troligen snart blir ett användbart material. Länk. Sven nämnde också att det går lätt att dopa grafen.

Kolnanorör är däremot ett material som börjat användas. Länk. Rörets väggar består av ett lager tjockt av kolatomer.

Nästa föreläsare var Prof Olaf Diegel, Lunds universitet, som informarade om 3D-printning.

Han berättade att 3D-skrivaren kom redan för 30 år sedan, men att den slog igenom för fem år sedan.

Han berättade vidare om ett område, där implantat skrivs ut endast i ett exemplar och passar bara en patient. Ett exempel var en ny led, tillverkad i titan, där en sida var blank, medan den andra var porös, för att benvävnaden skulle växa fast.

Varje månad kommer man på ett nytt material som kan skrivas ut i 3D. Ett exempel är att skriva med diamantpulver.

Nästa föreläsare var Prof Christina Bjerkén, Malmö Högskola. Hennes forskarteam med inlånade professorer och forskare, forskade om varför material uppför sig oberäkneligt.

Ett exempel var en tryckbehållare av titan. Så länge man har tryckluft, uppför sig behållaren enligt beräkningar. Man då man har väte under högt tryck, blir behållaren ibland starkare, ibland svagare. Man forskar då på kristallin tillväxt och sprickbildning, där vätet tycks krypa in i materialet och försvaga det. För att förstå och lösa problemen, forskar man med från elektronernas banor, atomens uppbyggnad, kristallin tillväxt till FEM-beräkningar. Förstår man och löser problemen, får man ett starkare material.

I periodiska systemet (länk) ligger Zirkonium, Hafnium och Rutherfordium rakt under titan och uppför sig likadant om det är en tryckbehållare med väte.

Zirkonium används i kärnreaktorer, där man gärna vill förstå varför sprickbildning uppstår. Vätet finns ju i det omgivande vattnet, som är under högt tryck.

Nästa föreläsare skulle vara Volodymyr Bushlya, Lunds universitet, som skulle informera om:

Nya diamanter - sökning efter nya superhårda material.

Volodymyr hade tyvärr fått förhinder, men rubriken förefaller ytterst intressant.

Denna föreläsning har två uppföljande möten, där vi får veta mer intressant och förhoppningsvis får träffa Volodymyr.

Tips till TTF-medlemmar: missa inte nästa möten!

Tack alla föreläsare och tack Göran Harrysson, som tipsar om när TTF kan komma och vad som kan intressera oss.

Stefan