Med ett starkt engagemang för tvärvetenskaplig forskning och hållbar utveckling ser Leif Asp materialvetenskapen som nyckeln till att lösa några av de stora globala utmaningarna. Sedan den 1 januari i år är han ny ledare för styrkeområde Materialvetenskap på Chalmers.
– Jag anser att materialteknik har en avgörande roll att spela för den gröna omställningen, människors hälsa och i ett hållbart samhälle. Allt från energigenerering, energitransport av el och energilagring, till lättviktslösningar för vägfordon och flygplan, och implantat och ortoser för behövande patienter. Allt detta är beroende av ständig materialutveckling och materialtillgång, säger Leif Asp, professor i Lätta kompositmaterial och strukturer, vid institutionen Industri- och materialvetenskap. Hans forskning fokuserar på multifunktionella kompositer.
Här delar han med sig av sina visioner, med fokus på allt från cirkulära materialflöden, hälsa till banbrytande teknologier och deras potential för transportsektorn.
– Samhället kräver snabb tillgång till bättre och hållbara material, och cirkulära materialflöden, säger Leif Asp och pekar på de stora satsningarna som bland annat forskningsstiftelsen Knut och Alice Wallenberg satsning Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability, WISE, EUs nya Private public partnership IAM-I, Innovative Advanced Materials Initiative.
– Det här visar hur angeläget industri och samhälle ser på tillgången av hållbara material, säger Leif Asp.
Det har gått drygt 10 år sedan Leif Asp lämnade forskningsinstitutet Swerea SICOMP för Chalmers. Ett av skälen att han sökte sig hit var strukturen med styrkeområden som ökar möjligheterna för tvärvetenskaplig forskning.
– Sedan dess så har jag varit väldigt aktiv inom flera olika styrkeområden och sett kraften i denna del av vår organisation. Genom min forskning som framför allt fokuserar på materialutveckling, dess syntes, karaktärisering och modellering så känner jag mig speciellt hemma i styrkeområde Materialvetenskap.
Genom sitt engagemang som styrkeområdesledare hoppas Leif Asp kunna skapa nya möjligheter för Chalmers materialforskare och bidra till att ytterligare stärka forskningen inom området.
– Detta är ju helt i den anda som Maria Abrahamsson, som jag efterträder, och Aleksandar Matíc före henne, jobbat, säger Leif Asp. Sedan sex år tillbaka har han varit vice styrkeområdesledare. Den rollen axlas nu av Anna Ström som är biträdande professor vid institutionen för Kemi och kemiteknik.
Enligt en rapport från Europeiska miljöbyrån stod transporterna för ungefär en fjärdedel av EU:s totala koldioxidutsläpp under 2019, varav 71,7 procent kom från vägtransporter. EU:s mål är att minska utsläppen av växthusgaser från transporter med 90 procent till 2050 jämfört med 1990. Detta är en del av den europeiska gröna given som syftar till att minska koldioxidutsläppen och uppnå klimatneutralitet till 2050.
Hur kan materialvetenskap bidra till våra klimatmål?
– Här ser vi exempel i industrin, som Hybritprojektet – produktion av kolfritt stål i Luleå, vi har elektrifieringen av vägfordon, vätgasdrift av framtida flygplan hos Airbus. Exemplen är många. Själv brinner jag ju för lättviktsmaterial. Genom att öka utnyttjandet av lättviktsmaterial så kan vi ytterligare minska energiåtgången inom transportsektorn.
Framtidens transportlösningar på EVS38
Den 15–18 juni är Göteborg stad värd för världens största mässa och konferens inom området elektrifierade transporter: Electric Vehicle Symposium and Exhibition, EVS38. På konferensen möts världsledande företag, forskare och politiker för att diskutera, visa upp och forma framtiden för elektrifierade transporter. Självklart medverkar Chalmers i EVS vetenskapliga program och med aktiviteter i egna montern.
– Det har ju skett en makalös utveckling av batterimaterial som har möjliggjort elektrifieringen av fordonsflottan. Det finns naturligtvis en mängd utmaningar för den fortsatta utvecklingen. En som jag omedelbart kommer att tänka på är materialtillgången. Det blir viktigt att hitta lösningar för att öka användningen av brett tillgängliga material. Det kan vara att ersätta grafit i anoden eller att hitta alternativ till kobolt i katoden till att byta ut litium mot natrium. Den typen av forskning pågår ju snart sagt över hela jordklotet.
De senaste åren har elektrokemi och batteriteknologi varit i fokus på Chalmers som har flera starka forskningsgrupper som bedriver forskning inom batteriteknologi.
– Som ett resultat av detta är Chalmers en del av regeringens satsning COMPEL. Den leds av Aleksandar Matíc på Materialfysik. Verksamheten där är speciellt framstående. Det gäller även verksamheten inom återvinningsteknik på Kemi och Kemiteknik, under ledning av Martina Petranikova, berättar Leif Asp. Under EVS kommer vi att visa upp en del av denna forskning.
Hur kan utvecklingen av strukturella batterier revolutionera transport och andra branscher?
– Multifunktionella material har stor potential att öka effektiviteten i många tillämpningar. Om man tittar specifikt på transportsektorn så kan man se möjligheter till viktminskningar på systemnivå. Viktminskningar leder omedelbart till minskad energiförbrukning inom transportsektorn. Man kan även se möjligheter att frigöra volym (utrymme) genom att man ersätter två monofunktionella material med ett multifunktionellt. Dessutom så tror jag att vi kommer att uppskatta det faktum att materialåtgången minskas på systemnivån.
– Tänk dig att vi åker ut i rymden och ska ha med oss allt material som vi behöver för reparationer, nybyggnad och drift. Om vi då kan utnyttja ett material som kan utföra flera funktioner, som i till exempel att fungera som elektrod, strömtilledare och förstärkningsmaterial, så som kolfibern kan, så skapar detta uppenbara fördelar.
Senare i år, 13–14 november, är det dags för konferens Materials for Tomorrow, som den här gången har fokus på bioinspirerade material.
Vilka är fördelarna med naturinspirerade material?
– Naturen har ju under miljoner år av evolution utvecklat effektiva material som tillverkas med energieffektiva processer, och som kan brytas ned i sina beståndsdelar utan negativ påverkan på miljön. Man ser ofta att materialen har flera funktioner i en och samma struktur. Vi kan lära oss om allt från energisnåla och effektiva materialsynteser till hur vi får materialen att anpassa sig till förändrade förutsättningar (i mekanisk last eller hos omgivningen), till hur material kan självläka eller utvinna energi från omgivningen. Jag tror att vår fantasi är det enda som begränsar oss här.
Materialforskning har också stor potential inom hälsa och sjukvård, från syntetiska ben till smarta medicinska produkter.
– Som jag är inne på redan så är materialteknik avgörande för hälsosektorn. Inom styrkeområdet har Chalmers och Göteborgs universitet oerhört stark forskningssamverkan inom material för hälsa. Ett sådant område är material för implantat (så kallade biomaterial) där Chalmerscentret CAM2 och Göteborgs universitets forskningsavdelning Biomaterial samverkar.
Vilka är utmaningarna när det gäller cirkulära system för materialanvändning?
– Det finns ju många utmaningar. Här kommer processindustrin och slutanvändare att behöva samverka på en samhällsnivå. Som konsekvens behöver även forskning inom materialvetenskap och produktionsteknik bedrivas i viss samverkan. Jag ser också ett behov att vi forskare blir bättre på att bedöma hållbarhet i tidiga skeden av vår forskning. Det behövs för att öka vår förmåga att bedöma och analysera de utvecklade materialen redan under planeringsfasen och i våra laboratorier.
RELATERAT
- Professor, Material- och beräkningsmekanik, Industri- och materialvetenskap
- Enhetschef, Tillämpad kemi, Kemi och kemiteknik
