180 likes | 345 Views
Hvorfor satsing innen fun ksjonelle mat erialer og nanoteknologi – og hvordan. Professor Helmer Fjellvåg, Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo. Materialteknologisk grunnlag for tidsaldere. Materialteknologi materialvitenskap materialteknikk.
E N D
Hvorfor satsing innen funksjonelle materialer og nanoteknologi – og hvordan. Professor Helmer Fjellvåg, Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo
Materialteknologimaterialvitenskap materialteknikk En nøkkelteknologi for levestandard og økonomisk vekst Basis for andre teknologier - IKT, mikroteknologi - medisinsk teknologi - miljøteknologi - energiteknologi Forutsetning for fremskritt innen sentrale felt - transport, offshore, romfart - fornybar energi - IKT/elektronikk - medisin
Konstruksjonsmaterialer mekaniske egenskaper Biler, fly, turbiner, plattformer, bygg, skip,… Lett metaller Aluminium Magnesium Offshore konstruksjoner Stål Betong Polymere
Funksjonelle materialer Spesielle kjemiske eller fysikalske egenskaper som kan nyttiggjøres Elektriske egenskaper Magnetiske egenskaper Optiske egenskaper Katalytiske egenskaper Vevsvennlighet osv Sterkt spesialiserte Små mengder Høy pris Muliggjør ulike avanserte teknologier
Materialer for mikroteknologi • Materialer for nanoteknologi • Materialer for energiteknologi • Materialer for miljøteknologi • Funksjonelle oksider • Biokompatible materialer Eksisterende kompetanse Koordinering Arbeidsdeling
Eksisterende næringsliv NMC FUGE NFR EU Japan teknologi teori/modellering karakterisering syntese e Material for energi Material for miljø f f g Material for IKT g Material for medisin h i j k l Bio- kompati- bilitet Overflate vitenskap Funksjonelle oksider Nano- design d c b a
Hvorfor FUNMAT ? • Analyse nasjonalt: • kommende verdiskapingsgap; fastlands-Norge • lite næringsliv innen flere internasjonale vekstområder • stor verdiskaping knyttet til olje/naturgass • ønsker miljøvennlig energiproduksjon; fornybar energi • knapt med FoU midler; knapphet personell; lite fokusering; svak strategi • lite bevissthet rundt funksjonelle materialer og nanoteknologi • Analyse internasjonalt • stor verdiskaping innen funksjonelle materialer • funksjonelle materialer viktig for samfunnsutvikling og velferd • store forskningslaboratorier • nye, store satsinger innen nanoteknologi • forskning prioriteres i felles programmer (EUs 6. Rammeprogram)
Nanoteknologi og fremtid President Clinton jan. 2000: ”My budget supports a major National Nanotechnology Initiative, worth $500 million.... The ability to manipulate matter at the atom and molecular level. Imagine the possibilities: materials with ten times the strength of steel and only a small fraction of the weight – shrinking all the information housed at the Library of Congress onto a device the size of a sugar cube – detecting cancerous tumors when they are only a few cells in size. Some of our research goals may take 20 or more years to achieve, but that is precisely why there is an important role of the federal government” • Vil påvirke • Materialteknologi • Informasjonsteknologi • Bioteknologi • Miljøteknologi • Energiteknologi • Medisinsk teknologi
Ren energi ved hjelp av funksjonelle materialer hydrogen + oksygen --> vann vann + primær energi kilde
Materialerfor ny energiteknologi Mikroporøse materialer Blandede ledere Katalysatorer CO2 absorbenter Ioneledende Materialer Elektrode- materialer Halvledere for solceller og fotolyse Nano-elektro- katalysatorer Metallhydrider Mikroporøse materialer Ioneledende polymere Energikilder Vannkraft sol, vind, bølge Gass Hydrogen teknologi 2000 -------------------------------> 2100 Lagring Gass/væske brensel Hydrogen Brensel celler SOFC PEM Høyere effektivitet Reduserte utslipp av CO2 av NOx Sol + vann (El + vann; gass) Sluttbruk Elektromotorer Varme Elektrisitet “null utslipp”
Ledende oksider for selektive membraner O2 Vann H2O + metan CH4 Luft O2 O2- Oksidmembran 2e- Luft N2 + CO2 N2 xH2 + CO
Nye materialer – nøkkelen til nye løsninger Permeable membraner Superledere oppbygning ytelse stabilitet egenskaper CMR; SOFC Ferroelekrika Funksjonelle oksider
- et tillegg til dagens materialteknologiske forskning • gis en organisering som muliggjør visjonene • gis langsiktighet • koordineres med andre virkemidler legge et materialmessig grunnlag for realisering av visjoner knyttet til energi- og miljøteknologi FUNMAT - hvorledes ? • forpliktende samarbeid mellom sentrale forskning- og • utdanningsinstitusjoner; UiO, NTNU, SINTEF, IFE • reell prioritering av forskningsprogrammer • faglig kvalitet ved koordinering nasjonalt • optimal ressursutnyttelse ved nasjonal arbeidsdeling • optimal drift av tunge laboratorier med høy metodisk kompetanse • fokus på grunnforskning med potensial for ny verdiskaping
Tverrvitenskapelig aktivitet struktur kjemi eksperiment syntese egenskap fysikk teknologi teori modellering grunnforskning anvendt forskning innovasjon eksisterende næringsliv nytt næringsliv ny verdiskaping
FUNMAT Strategisk, forpliktende, integrert samarbeid innen FUNksjonelle MATerialer og nanoteknologi koordinering, arbeidsdeling Universitetet i Oslo; NTNU SINTEF og Institutt for energiteknikk Relatert til tematiske satsninger i Forskningsmeldingen: Grunnforskning; IKT; energi og miljø; medisin og helse Materialer for Mikro- og nanoteknologi; Energiteknologi; Miljøteknologi Funksjonelle oksider; Biokompatible materialer 40 - 185 MNOK/år