Kontaktoplysninger

Bjørk Hammer

Forskningsinstitution

Aarhus Universitet/Science and Technology/Institut for Fysik og Astronomi/iNANO. Centre for IT og Arkitektur.

Forskningsprojekt

Chirally modified heterogeneous catalysis.

Topforsker

Bjørk Hammer

Professor, ph.d, født 1968

 Fagområde

Overfladefysik.

Forslag til en populærvidenskabelig formulering af titlen på dit projekt

Modellering af katalysatorer-materialer til biokemiske molekyler.

Hvordan opstod din interesse for dit forskningsfelt?

Jeg har altid været glad for computermodellering af fysiske fænomener og udviklede som ung student metoder til kvantemekaniske simuleringer af materialeegenskaber. Med kvantemekanikken åbnes muligheden for at beskrive molekylers omdannelse på katalysatormaterialer. Katalysatorer er vigtige i et samfundsmæssigt perspektiv, da meget af vores materielle velstand og stabile fødevaresituation netop skyldes simple kemiske omdannelser udført på en årlig 100 mio. ton-skala. Jeg øjner en mulighed for at videreudvikle katalysatorerne, samtidig med at vi opnår en basal forståelse af kemiske processer på overflader.

Hvad er de forskningsmæssige udfordringer og perspektiver ved dit projekt?

For en fysisk kemiker, der måtte interessere sig for fx kogepunkt og forbrændingsenergi-indhold af en væske, er der ingen forskel på et givent molekyle fra væsken og molekylets spejlbillede. Det er der derimod for en biokemiker, der ofte ser på såkaldte kirale molekyler, der er opbygget af ens bestanddele, men alligevel er forskellige som en højre og en venstre hånd. Hvor ét molekyle fx kan dufte som kardemomme, vil dets spejlbillede dufte som mynte. Når sådanne molekyler syntetiseres med fysisk kemiske metoder til brug for fødevareingredienser, duftstoffer og medikamenter, må man derfor sortere dem i henholdsvis venstre- og højrehåndsudgaverne, hvilket generelt vanskeliggør og fordyrer processerne. I projektet foreslås det at udvikle nye overfladebaserede katalysatorer, der selektivt foranlediger produktion af alene venstre- eller højrehåndsmolekyler. Sådanne kiralt selektive katalysatorer har potentiale til at billiggøre og mangfoldiggøre visse biokemiske produkter.

Hvad vil det betyde for din forskerkarriere, at du indgår i Sapere Aude-programmet?

Sapere Aude-programmet giver mig en fantastisk mulighed for at igangsætte en langsigtet forskningsindsats. Bevillingens størrelse understøtter ansættelse af flere videnskabelige medarbejdere og forskerstudenter, hvilket giver en unik chance for at sætte et forskerhold, der vil kunne angribe de foreslåede problemstillinger fra forskellige vinkler og berige og inspirere hinanden undervejs. Jeg vil i den sammenhæng få lejlighed til at arbejde med forskningsledelse. Netop dokumenteret erfaring med forskningsledelse er et krav ved ansøgning om større forskningsbevillinger i EU-systemet og håbet er, at et succesrigt Sapere Aude-projekt sætter mig i en favorabel situation ved EU-ansøgninger.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er gift og far til tre sports- og musikaktive børn. Selv løber jeg 2-3 gange om ugen og stiller op til ½-maraton en gang om året for at se på, hvilken side af de modbydelige to timer jeg nu rammer. Er netop begyndt at gå til klavertimer hos min 10-årige datter efter mønsteret, at det hun selv lærer til sine klavertimer i én uge, giver hun mig for ugen efter. Det har sat ”har I husket at øve, unger”-udråbet under pres.

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Sisimiut, student fra Allerød Amtsgymnasium og bopæl i Aarhus Kommune.

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Chirally modified heterogeneous catalysis.

Kort populærvidenskabelig projektbeskrivelse:

Med enantiospecifik syntese af kirale stoffer søger man at producere kiralt rene stoffer, som efterspørges til nogle fødevareingredienser og de fleste lægemidler. Hvor metoder til at styre og øge hastigheden af sådanne processer i hvilke katalysatoren er til stede i opløsning (homogen katalyse) allerede eksisterer, vides meget lidt om processer i hvilke katalysatoren er til stede i den faste fase (heterogen katalyse).

Ved brug af kvantemekaniske simulationer (tæthedsfunktionalteori) foreslås det at tilvejebringe det teoretiske grundlag for en mekanistisk forståelse af, hvordan heterogene katalysatorer (fx platinpartiklers overflader) skal modificeres med kirale adsorbater (modifiers) for at udvise enantiospecifik katalytisk opførsel.

De interessante mekanismer omfatter adhæsion og mobilitet af modifieren på overfladen, adsorption og diffusion af reagenter, og særligt mekanismen med hvilken modifierens kirale identitet overføres til reagenten. Projektets perspektiv er at forstå disse fascinerende atomare vekselvirkninger og at frembringe et metodeapparat for rationelt design af kiralt modificerede heterogene katalysatorer.