Til hovedinnhold

Dette vil bli en av de største og viktigste investeringer vi så langt har opplevd innenfor avansert materialkarakterisering, sier Bjørn Steinar Tanem på SINTEF Materialer og kjemi (bilde). 
– Det blir et kjempeløft for forskningen, og vil gi oss muligheter til å realisere nye spennende prosjekter både for norsk industri og i EU-sammenheng.


Midlene er tildelt innenfor Forskningsrådets program ”Storskala infrastruktur”, og skal – som navnet hentyder – gå til anskaffelse av infrastruktur som kan bedre forskningsfeltet.


Vidt og viktig fagfelt
Overflateanalyse er viktig for de fleste forskningsområder som omhandler materialer. Om man forstår strukturen på materialet (atomær, elektronisk), kan man også forstå hvorfor materialet har den yteevnen den har, og hva som kan gjøres for å bedre denne.

- Overflateanalyse inngår i både grunnforskning og industriell forskning der korrosjon, oksidering, slitasjemotstand og adhesjon står sentralt. Skal man utvikle effektive materialsystemer knyttet opp til for eksempel solceller og brenselceller, kreves det også karakterisering av bulk, overflate og eksisterende grenseflater. Slike analyser er viktige for å koble produksjonsmetodikk til materialegenskaper og videre optimalisering av disse, sier kollega Spyros Diplas.

Nødvendig med kontroll
Han trekker fram solcelleforskning som et eksempel. Her er metall/oksid- og oksid/oksid-grenseflatene avgjørende for yteevne.

- Innen katalyse - der det meste av reaksjoner skjer på overflaten - må man ha kontroll på struktur og sammensetning på nanoskala nivå. Overflateanalysemetoder har dybdeoppløsning og analyserer de øverste nanometerne av en overflate, sier kollega Spyros Diplas.

De to forskerne påpeker at det er en økende betydning av overflateanalyse innenfor nanoteknologi. – Når materialdimensjonene går dramatisk ned i størrelse, blir forholdet mellom overflateareal og volum langt større og egenskapene blir mer dominert av overflatene. Dermed blir også overflateanalysene viktig, sier de.


Investeringer
Allerede i søknaden har de tre forskningspartene spesifisert utstyret de ønsker å investere i.Det er snakk om to avanserte fotoelektronspektrometre (XPS), som gir muligheter for ekstra overflatesensitiv analyse, et sekundærionmassespektrometer (SIMS) som er følsomt nok til å detektere sporelementer, lette grunnstoffer og deler av komplekse molekyler, og et instrument som er spesielt beregnet på katalyse. 

- Dette er instrumenter som vi vil se i sammenheng med det vi allerede har bygd opp i miljøene hos oss, og også koble opp mot elektronmikroskopi (særlig TEM) og teoretisk modellering som vi også arbeider med i dag, sier Tanem.

- Å kunne forutsi hvordan materialstruktur og derfor materialers yteevne forandres, blir stadig viktigere. I dette tilfellet bygger vi opp aktiviteten vår også rundt modellering for å kunne få et effektivt verktøy i materialutviklingen.

Spektroskopene er omfangsrike. Hvert av dem krever ti til tjue kvadratmeter med plass, og det foregår omfattende møtevirksomhet både i Trondheim og Oslo for å finne gode løsninger for plassering.

Instrumentene utfyller hverandre i funksjonalitet. Spyros Diplas forteller for eksempel at XPS-analyse gir viktige opplysninger om overflatesammensetningen, kjemisk tilstand og elektronstruktur.

 


Kunder
Faglaget ”Materialfysikk” i SINTEF Materialer og kjemi vil ha ansvaret for utstyret, og ser nye, spennende muligheter gjennom tildelingen.  – Vi har kompetanse innen avansert materialkarakterisering, og ser fram til å diskutere nye muligheter både med eksisterende og nye industrikontakter og kollegaer i universitets- og instituttsektoren. 

- Vi ønsker raskest mulig å komme i gang med prosjektarbeid med basis i de nye instrumentene, og kommer til å holde miljøene rundt oss kontinuerlig oppdatert på hvordan prosjektet utvikler seg.  Vi ser blant annet for oss å arrangere seminarer og/eller temadager med basis i spesifikke behov i ulike brukermiljøer. En tett dialog med industri og brukermiljøer er viktig for å skape aktivitet rundt utstyret.


Framover
I første omgang ser forskerne for seg mye arbeid med å tilrettelegge laber og ”komme i gang”.
- Dette er komplisert utstyr med lang leveringstid, så vi må nok smøre oss med litt tålmodighet før vi kan begynne å produsere data. Men vi vil benytte tiden godt, og alle potensielle brukere av overflateanalyseutstyr har mye å glede seg til, sier Spyros Diplas og Bjørn Steinar Tanem.


Kontakt: Spyros Diplas, SINTEF Materialer og kjemi
                Tlf.: 98 23 0427, e-post: spyros.diplas@sintef.no