Jonteknologiskt centrum

Infrastruktur: Jonteknologiskt centrum
Projekttitel: THE ACCELERATOR-BASED ION TECHNOLOGY CONSORTIUM – AB-ITC
Huvudsökande: Daniel Primetzhofer, Tandemlaboratoriet
Finansiär: Forskningsinfrastrukturer av nationellt intresse från Vetenskapsrådet

Det här projektet syftar till att fortsättningsvis tillhandahålla samt vidareutveckla världsledande kompetens inom jonstrålebaserad materialanalys och materialmodifiering som i dagsläget utförs vid tandemlaboratoriet inom Uppsala Universitet och som redan idag utgör en nationell resurs. Partner i konsortiet som ska bildas inom projektet är Kungliga tekniska högskolan (KTH) samt Linköpings Universitet (LiU). Tandemlaboratoriet vid Uppsala Universitet bedriver i dagsläget en av Vetenskapsrådet stött verksamhet som nationell infrastruktur. Det finns totalt tre acceleratorer inom infrastrukturen som kan användas på många olika sätt i de tre kärnverksamhetsområden masspektrometri, materialanalys samt materialmodifiering. Dessutom finns omfattande stödverksamhet i form av provpreparation och hantering i särskilda labblokaler. Totalt efterfrågas service i de här områdena av hundratals samarbetspartner som kan vara andra forskargrupper, företag, myndigheter, museer och allmänheten. Möjligheten att analysera sammansättningen av ett material är en av de viktigaste förutsättningarna för att kunna driva forskning med målsättningen att ta fram nya och bättre material inom många olika ämnesområden. Kan man dessutom mäta sammansättningen på väldigt små mängder av ett material eller få fram djupprofiler på nanometerskalan utan att förstöra material så har man ett verktyg som har en bred och avgörande tillämpning inom forskning, industri och samhällsrelevanta frågeställningar.

Jonstrålar med hög energi skapad av acceleratorer erbjuder den här möjligheten och kan därmed användas inom så olika områden som exempelvis arkeologi, klimatforskning, biomedicin, tunnfilmselektronik, materialvetenskap och fusionsforskning. Dessutom kan jonstrålarna användas för att skräddarsy materialegenskaper eller testa och förbättra elektronikkomponenter. Inom masspektrometri är det samarbeten med medicinare som har lett till banbrytande nya kunskap om förnyelseförmågan av delar av den mänskliga kroppen såsom hjärnan eller hjärtat som har uppmärksammats i medierna. Resultaten har erhållits med hjälp av vidareutvecklad kol-14 datering, en metod mest känd för att kunna användas för datering av föremål upp till 50 000 års ålder på grund av det radioaktiva sönderfallet av en kolisotop med massa 14 i alla biologiska material. Ett väl etablerat samarbete med forskargrupper inom arkeologi såväl som myndigheter för att åldersbestämma material i många olika sammanhang är fortsatt stort och förutses växa under de kommande åren. Även andra naturliga radionuklider analyseras vilket öppnar upp för världsledande forskning inom klimatforskning och geovetenskap.

Icke-destruktiv karaktärisering av materialsammansättning vid Tandemlaboratoriet leder till stora framgångar i den pågående miniatyriseringen inom elektroniken i samarbete med grupper från framförallt KTH och UU. Dessutom finns det väl etablerade samarbeten när det gäller ultra-hårda tunna beläggningar som ska skydda lagren i motorer och andra tekniska tillämpningar med framförallt LiU och UU såväl på internationellt plan med universitet i Tyskland och Österrike. Via Fusionsplasmafysikgruppen vid KTH som har sin experimentella verksamhet i karaktärisering av plasma-vägg växelverkan lokaliserad i Uppsala, gynnar Tandemlaboratoriet den hela europeiska fusionsforskningen inom EUROfusion-konsortiet. Nya samarbeten inom den växande sektorn av forskning på organiska material utvecklas stadigt inom UU och vid andra forskningscentra i Sverige. Materialmodifiering med jonstrålar efterfrågas starkt av svenskt industri som utvecklar/tillverkar elektronikkomponenter med speciell prestanda. Dessutom finns det många forskningsgrupper inom UU vid KTH och i hela Norden som efterfrågar tandemlaboratoriets unika möjligheter när det gäller jonbestrålning med höga partikelflöden för många olika joner och energier.

Sammanfattningsvis gynnar tandemlaboratoriets verksamhet många olika aktörer inom svensk forskning, industri och samhälle. Finansieringen av stora nationella infrastruktur med ett brett spektrum av metoder och användare är dock i behov av statligt bas-stöd för att säkra drift och underhåll som inte kan täckas av specifika forskningsprojekt. Det planerade konsortiet för acceleratorbaserad jonteknologi syftar således till att upprätthålla och säkerställa tillgången och nyttjandet av en väl fungerande nationell acceleratorinstrumenteringen och även framledes bibehålla en världsledande teknisk utrustning och personell kompetens.