ntnu nanolab

NTNUs store nanoteknologi-
satsing

Spesialegenskaper Norsk metallurgisk industri og oljevirksomheten har ført til at materialforskning i Norge har prioritert lettmetaller og andre konstruksjonsmaterialer. Internasjonalt derimot er materialvitenskapen i dag dominert av funksjonelle materialer. Funksjonelle materialer har spesielle fysiske eller kjemiske egenskaper, som er knyttet til materialenes struktur. Dette gjelder elektroniske, magnetiske, optiske, dielektriske, elastiske, ioneledende, katalytiske og biokompatible egenskaper, som vi kan vi utnytte teknologisk.

Nye bearbeidingsmetoder Materialene er fundamentet i vårt høyteknologisamfunn. Vårt moderne informasjons- og kommunikasjonssamfunn er fullstendig avhengig av en massiv forsknings- og utviklingsinnsats for fremstilling av halvledere med presist kontrollerte ledningsegenskaper og lysledende silikafiber fri for urenheter og defekter, og derfor med svært lave forplantningstap (i.e., optisk fiber). Nye bearbeidingsmetoder (les: halvleder mikrofabrikasjon) har åpnet for at vi kan produsere elektroniske og optiske faststoff-komponenter og integrerte kretser i store volum.

Dermed er denne nye teknologien blitt tilgjengelig for folk flest. Norge har en liten, men voksende industri basert på funksjonelle materialer. Denne omfatter bl.a. datalagring, solcelleteknologi, satellitt-kommunikasjon, mikromekaniske sensorer og aktuatorer, elektroniske komponenter og display.

Stor internasjonal interesse Internasjonalt er det nå en enorm interesse for nanoteknologi - som innebærer engineering på atomær skala. Dette har ført til at blikket rettes i sterkere grad mot funksjonelle materialer. I Norge finnes i dag ingen strategisk satsing på slike materialer. Likevel arbeider NTNU intensivt med forskning på disse materialene - fordi vi tror de vil få stor betydning for framtidas teknologiprodukter.

Materialområder Vi forsker på ulike typer av og aspekter ved funksjonelle materialer; e.g., høytemperatur superledere, materialer for brenselceller og ioneledende membraner, materialer for produksjon og lagring av hydrogen som energibærer, elektronisk isolerende og ledende polymere, solceller, teoretiske og eksperimentelle studier av halvledere og piezoelektriske materialer, biokompatible materialer, m.m. Denne aktiviteten inkluderer forskningsgrupper fra fysikk, kjemi, materialteknologi og fysikalsk elektronikk.

Forutsetninger for forskningen Moderne materialvitenskap forutsetter at det finnes forskningsmiljø som behersker avanserte metoder for syntese og karakterisering av materialer (elektronmikroskopi, spektroskopiske teknikker, overflateteknikker, etc.). En annen forutsetning er at det finnes forskningsgrupper med høy teoretisk kompetanse innenfor kondenserte fasers fysikk og kjemi. NTNUs satsing på funksjonelle materialer gjør at vi kan skilte med anerkjente forskningsgrupper på dette området.

Strategisk satsing må til Sammen med Universitetet i Oslo, SINTEF og Institutt for energiteknikk (IFE) har forskningsmiljøet ved NTNU tatt initiativ til at en større strategisk FoU-satsing på funksjonelle materialer og nanoteknologi i Norge. Satsingen har vi kalt FUNMAT. Her har vi plukket ut områder hvor potensialet for verdiskaping er betydelig og hvor norske forskningsmiljø har spesielle forutsetninger for å lykkes. Disse områdene er også prioritert i Forskningsmeldingen. FUNMAT ønsker å etablere av en felles infrastruktur for effektiv utnyttelse, systematisk vedlikehold og en planmessig, koordinert fornyelse av avansert utstyr til fremstilling, karakterisering og bearbeiding/prosessering.

Funksjonelle oksider Som et ledd i NTNU's opptrapping av forskning på funksjonelle materialer, er funksjonelle oksider utpekt som "fokusområde". Funksjonelle oksider inkluderer materialer som er superledende, materialer som har både ionisk og elektronisk ledningsevne, samt ferro-, piezo- og pyroelektriske materialer. Dette inkluderer forskning knyttet til framstilling, karakterisering og prosessering av materialer i bulk form, som epitaksielle tynnfilmer, samt teoretiske studier.

Undervisning Undervisning i moderne materialvitenskap er en viktig del av sivilingeniør- og cand. scient- studiet i fysikk og kjemi, samt sivilingeniørstudiet i materialteknologi og elektronikk. Sivilingeniørstudiet i materialteknolgi er hovedsakelig fokusert på konstruksjonsmaterialer, men det arbeides nå aktivt med å etablere et fullverdig studium inne funksjonelle materialer for studenter ved fysikk, kjemi og elektronikklinjen.

Av professor Tor Grande, Institutt for materialteknologi, og professor Jostein Grepstad, Institutt for fysikalsk elektronikk