Funktionella elektromagnetiska metamaterial & optisk sensing

Forskningsprojekt, 2012 – 2017

Ett materials optiska egenskaper bestäms i första hand av materialets sammansättning, dvs. vilka atomer eller molekyler som bygger upp materialet och hur dessa grundläggande byggstenar är ordnade i rummet. Metamaterial är en ny klass av material som i stället byggs upp av artificiella "metaatomer / metamolekyler" ordnade på specifika sätt i två eller tre dimensioner. Tanken är att designa dessa "metaatomer" på sådant sätt att helt nya egenskaper och funktionaliteter uppstår. Ett exempel som diskuterats mycket i media är möjligheten att konstruera ett metamaterial som fungerar som en osynlighetsmantel! I detta projekt - Funktionella Elektromagnetiska Metamaterial - är vi dock mer modesta. Vi vill konstruera tvådimensionella skikt av designade metallnanopartiklar med mycket fördelaktiga optiska egenskaper som härrör från s.k. plasmon resonanser (en typ av "egensvängningar" hos ledningselektronerna i metallen). Dessa tvådimensionella metamaterial har många användningsområden som är viktiga för samhället, framför allt inom hälso- och energisektorerna och för materialforskning. Vi avser att använda materialen som extremt känsliga biosensorer (speciellt för att finna sjukdomsmarkörer accocierade till Alzheimers sjukdom); för studier av vätgaslagring i nanopartiklar och detektion av vätgas (viktigt för vår omställning till miljövänligare energiproduktion); för utveckling av sensorer för sprängämnesdetektion och för studier av viktiga processer inom "clean tech", tex. bränslecell utveckling. Dessa olika delprojekt utgår alla från mycket framgångsrik grundforskning vid Institutionen för Teknisk Fysik, Chalmers Tekniska Högskola. Fortsatt stöd från Stiftelsen för Strategisk Forskning kommer att göra det möjligt att ta ytterligare steg mot verkliga tillämpningar, nystartbolag och nydanande samarbeten med Svensk industri.