Case

Ekstremt højt tryk skal skabe nye materialer med helt nye egenskaber

Med støtte fra Danmarks Frie Forskningsfond skal kemiforskere fra Aarhus Universitet skabe helt nye materialer med særlige elektriske egenskaber. For eksempel materialer som kan lede strøm helt uhindret på overfladen.

  • Tværrådslig
  • Sapere Aude Forskningsleder
  • 2017

Projektet er et grundforskningsprojekt, men de materialer, forskerne finder, har potentiale til at spille en vigtig rolle i fremtidens kvantecomputere og til energikonvertering i brændselsceller og solceller.

Lektor på Institut for Kemi Martin Bremholm fra Aarhus Universitet skal lede forskergruppen, som ved hjælp af computermodeller og fysiske eksperimenter med en helt særlig højtrykspresse skal opdage og forstå egenskaberne ved helt nye materialer.

Under højt tryk er atomerne i et stof nødt til at pakke sig tættere sammen. Det kan give alle mulige forskellige effekter, fordi måden, atomerne pakker sig på, bestemmer materialets egenskaber, fortæller Martin Bremholm.

Ved at variere trykket og måle struktur og egenskaber opnår man en unik metode til af afkode sammenhængene mellem struktur og egenskaber.

Forskerne i Martin Bremholms gruppe vil udsætte prøverne med forskellige typer af tungere metaller for et tryk på 250.000 atmosfærer - det vil sige et tryk som er 250.000 gange højere end trykket på jordoverfladen - og dermed skabe og forske i helt nye materialer.

Når et materiale udsættes for så højt tryk - et tryk, som svarer til trykket cirka 750 kilometer under Jordens overflade - sker der nogle ret fantastiske ting på atomart niveau.

Højt tryk får atomer til at udveksle elektroner

De enkelte atomer presses så hårdt sammen, at atomerne om-arrangeres og danner nye forbindelser og nye strukturer.

På den måde skabes nye materialer, på samme måde som diamanter naturligt skabes langt nede under jordoverfladen under højt tryk og temperatur.

Noget af det nye i forskningsprojektet sammenlignet med tidligere materialeforskning er, at forskerne skal bruge teoretiske beregninger til at forudsige de nye materialers struktur og egenskaber, så de ikke bare skal søge i blinde efter materialer med potentielle interessante egenskaber.

Det er altid fascinerende at opdage et nyt materiale, men hvis materialet har specielle egenskaber eller rykker ved forståelsen af, hvordan faste stoffer kan eller bør opføre sig, er der for alvor tale om et videnskabeligt gennembrud, forklarer Martin Bremholm.

Læs forskerportræt af Martin Bremholm