Nya professorer 2026 vid Teknisk-naturvetenskapliga fakulteten

Min forskning inom beräkningskemi syftar till att förstå hur material fungerar på atomär nivå, den skala där atomernas och elektronernas samspel ytterst avgör materialens egenskaper. Med hjälp av avancerade metoder och datorbaserade simuleringar kan jag studera dessa processer i detalj. Detta skapar nya möjligheter att på ett effektivt och systematiskt sätt identifiera och utveckla material med önskade egenskaper.

Forskningen är i hög grad tvärvetenskaplig och förenar kemi, fysik, materialvetenskap och avancerade beräkningsmetoder. Ett viktigt perspektiv är det multiskaliga – att koppla samman fenomen på atomär och elektronisk nivå med materialens funktion på större längd- och tidsskalor. På så sätt blir det möjligt att förstå hur de mest grundläggande processerna påverkar egenskaper och prestanda i komplexa, verkliga system.

Ett centralt forskningsområde är material för energilagring, särskilt batterimaterial för exempelvis mobiltelefoner, datorer och elfordon. Jag undersöker hur små förändringar i materialens sammansättning, till exempel genom att ersätta eller tillsätta enstaka atomslag, kan påverka deras struktur, stabilitet och funktion. I förlängningen handlar forskningen om att skapa kunskap och tekniska möjligheter som kan bidra till utvecklingen av mer hållbara energisystem.

Batterier är helt avgörande för att möjliggöra vårt mobila och elektrifierade samhälle och reducerar samtidigt vårt fossilberoende och vår klimatpåverkan. Min forskning, som bygger på en stolt tradition vid Uppsala universitet men också en hel del nytänkande, handlar om nästa generation batterier, vilka skall bli bättre på alla sätt. Eftersom alla teknologiska framsteg ytterst är beroende av de material som finns tillgängliga kopplar jag i min forskning ihop kemi, fysik och materialvetenskap, för förståelse, design och innovation på molekylär nivå, med prestandastudier, livscykelanalys och teknoekonomiska verkligheter. I mitt team vill vi göra saker annorlunda – tänka fritt, rätt och stort – och allt som oftast reducera komplexitet, ty i det enkla ryms det stora! Vi arbetar med en bred palett av icke-kritiska grundämnen, syftar mot fundamentalt säkrare och mer långlivade batterier, allt genom att bygga experimentberäkningar, inklusive AI och datadrivna ansatser, och arbeta applikationsinspirerat. Genom att leda stora svenska och europeiska strategiska initiativ inom området bidrar jag även till ökad utväxling av vår grundforskning via initierade val, tillsammans med aktörer från akademi, industri och omgivande samhälle.

Geofysik utgör vetenskapen om jordens fysik, dess fysikaliska egenskaper och dess fysikaliska utveckling. Den handlar om allt från satellitmätningar av jordens tyngdfält för att förstå hur plattektoniken formar jordens yta med bergskedjor och vulkaner till lokala seismiska och elektromagnetiska mätningar som undersöker hur grundvattnet rör sig i marken.

Min forskning fokuserar på elektromagnetiska geofysiska metoder, med vilka jag bland annat studerar grundvattenresurser, tektoniska processer och berggrundens stabilitet inför infrastrukturprojekt. Den bidrar även till att upptäcka mineralfyndigheter, vilket kan främja den gröna omställningen.

Geofysiska mätningar syftar till att skapa en modell av hur jordens inre ser ut under ytan. Dock ger mätningarna upphov till flera möjliga modeller. Jag utvecklar matematiska modelleringsmetoder som kombinerar olika typer av geofysiska och geovetenskapliga data så att vi kan få en mer entydig modell. Min forskning rör sig således i gränslandet mellan geofysik och numerisk matematik. Geofysiken ger oss möjligheten att mäta och undersöka jorden, medan den numeriska matematiken ger oss verktygen för att bearbeta och kombinera mätningarna; tillsammans bidrar de till mer entydiga modeller.

Den huvudsakliga frågeställningen i min forskning är hur proteiner samverkar för att utföra de komplexa uppgifter som håller cellen vid liv. Proteiner är stora biomolekyler som kan förändra både form och position för att interagera med andra proteiner, men många är alltför flexibla eller dynamiska för att kunna studeras med befintliga experimentella metoder. I egenskap av biofysiker arbetar jag inom två huvudområden: 1) att utveckla metoder för att fånga interaktioner mellan flexibla proteiner och 2) att använda dessa metoder för att förstå hur sådana interaktioner kan påverkas för att bekämpa sjukdomar som cancer och neurodegenerativa tillstånd.

En central metod i min forskning är masspektrometri, vilken mäter massan hos enskilda proteiner och kan avslöja om de binder till andra molekyler. På så sätt kan jag följa hur spindeltrådsproteiner sätts ihop till silke, hur en enda fettmolekyl håller samman proteiner till en fungerande molekylär maskin, eller hur en molekyl skyddar ett cancerhämmande protein från att brytas ned. Jag är särskilt intresserad av maskininlärning som har förändrat vårt sätt att förstå och studera proteiner. Möjligheten att designa nya proteiner som inte existerar i naturen öppnar nya vägar inom molekylär biofysik och min forskning syftar till att utveckla dessa nya verktyg för att bekämpa sjukdomar.

I vårt moderna samhälle är vi beroende av många olika kemikalier som framställs från fossil olja och gas. Det gäller allt från tillsatser till material som plaster och textilier, mediciner och ämnen som används i alla former av industriell produktion. Dessa kemikalier är inte förnybara, produktion av dem bidrar till klimatförändringar och andra miljöproblem.

Min forskning handlar om att genom bioteknik framställa hållbara alternativ till fossila kemikalier. För detta används mikroorganismer, vilka av sig själva kan tillverka ämnen som liknar de kemikalier vi vill ersätta. Jag arbetar med cyanobakterier, ett slags fotosyntetiska mikroorganismer, som med hjälp av energi från solljus kan omvandla koldioxid och vatten till organiska molekyler. Vi undersöker cyanobakteriernas naturliga metabolism och de biokemiska reaktionsvägar i cellerna som är viktiga för produktionen av intressanta ämnen. För att få bakterierna att framställa önskade ämnen använder vi genteknik för att modifiera deras metabolism och ge dem nya förmågor. På detta sätt har vi till exempel genererat nya stammar av bakterier, vilka producerar molekyler som fungerar som råmaterial för plast eller flygbränsle.

Beräkningsvetenskap handlar om hur vi kan göra effektiva och tillförlitliga beräkningar med tillämpningar inom olika vetenskapliga fält. För detta krävs både en matematisk modell för det som skall beräknas och sätt att omsätta den modellen i faktiska värden. En del av utmaningarna ligger i att beräkningar, oavsett om de skulle utföras för hand eller i en dator, alltid har begränsad precision. Om en modell hanteras på fel sätt kan slutresultatet bli inexakt, även om varje beräkning görs med mer än tio siffrors noggrannhet.

Min forskning tar fasta på vilka typer av beräkningar som kan utföras effektivt på moderna datorarkitekturer, inklusive de så kallade GPU:er som bland annat varit avgörande för genombrotten inom artificiell intelligens. De matematiska modeller jag är intresserad av bygger på sannolikheter. I stället för att simulera en process i datorn frågar datorn sig ”vad är sannolikheten för en viss situation, givet en viss observation”?

Jag har främst ägnat mig åt tillämpningar av detta inom genetik och proteinavbildning, där vi i båda fallen har brusiga och delvis ofullständiga observationer. Att ”fylla i luckorna” för sådana observationer blir avgörande för att nå resultat som kan användas inom vetenskap och teknik, inklusive industriella tillämpningar inom växtförädling.

Jag fascineras av en enkel men samtidigt djupgående fråga: Vad händer när vi bygger molekyler som aldrig tidigare har funnits?

I min forskning arbetar jag inom syntetisk molekylär kemi, där jag designar och skapar helt nya molekyler i laboratoriet. Ett centralt tema i mitt arbete är att gå bortom den välbekanta kolkemin för att undersöka hur andra grundämnen, till exempel fosfor eller arsenik, kan byggas in i molekylära strukturer. Genom att placera dem i noggrant designade molekyler kan jag påverka hur molekyler absorberar ljus, hur elektroner rör sig genom dem och hur de reagerar kemiskt. Dessa förändringar leder ofta till att oväntade egenskaper framträder. Molekyler kan bli mer reaktiva, uppvisa ovanliga bindningssätt eller få elektroniska egenskaper som utmanar vår traditionella förståelse.

Samtidigt kan dessa grundläggande insikter bana väg för praktiska tillämpningar. Genom att kontrollera molekylers egenskaper på en så detaljerad nivå kan vi bidra till utvecklingen av funktionella material, till exempel inom organisk elektronik eller katalys, där molekyler används för att effektivt styra kemiska reaktioner. Forskning inom dessa områden bidrar i förlängningen till mer hållbara kemiska teknologier, inte minst inom energirelaterade tillämpningar.

I min forskning utvecklar jag metoder som gör det möjligt för datorer att besvara frågor såsom: ”Är detta matematiska teorem korrekt? Och hur ser ett bevis för detta ut?” eller ”Finns det indata för vilka detta datorprogram kraschar? Eller varför finns det inga sådana indata?” Metoder som kan besvara sådana frågor benämns automatiserad slutledning (automated reasoning) och utvecklas inom ett forskningsfält i skärningspunkten mellan datavetenskap och artificiell intelligens, som behandlar frågan om hur datorer kan resonera på ett fullständigt precist sätt om kunskap, matematiska påståenden eller egenskaper hos mjukvara och hårdvara. Även om system för automatiserad slutledning har funnits i mer än ett halvt sekel har förmågan hos sådana system ökat dramatiskt under de senaste åren och automatiserad slutledning är i dag ett mycket aktivt forskningsområde med spännande frågeställningar och växande genomslag även i praktiken. Min egen forskning bidrar till automatiserad slutledning på flera olika sätt, däribland nya bevissystem som är bättre lämpade för automatisering med hjälp av datorer, förbättrade algoritmer för att konstruera bevis, samt bättre sätt att översätta frågor om mjukvara till en form som kan bearbetas av automatiserad slutledning.

Jag forskar om hur manliga könsceller utvecklas. De är speciella eftersom de för arvsmassan vidare från generation till generation. Därför beskrivs de ibland som kroppens odödliga cellinje. De är inte odödliga i bokstavlig mening, men skapar en länk mellan generationer.

Min forskning handlar om hur könsceller överlever, mognar och samspelar med sin omgivning i testikeln. Fertilitet beror också på stödjeceller, hormoner, immunsignaler och vävnadens struktur – miljön som gör utvecklingen möjlig.

En viktig del av mitt arbete gäller pojkar före puberteten, till exempel barncancerpatienter, vilka får behandling som kan skada deras framtida fertilitet. Eftersom de ännu inte producerar spermier kan de inte frysa spermieprov. I stället kan testikelvävnad frysas ned. Min forskargrupp undersöker hur den kan användas för att återställa fertilitet. För att förstå detta utvecklar vi modeller av mänsklig testikelvävnad i laboratoriet, bland annat organoider – små tredimensionella cellstrukturer som efterliknar delar av testikeln. Med modellerna studerar vi hur cellerna påverkas av läkemedel och miljögifter, och hur omogna könsceller kan mogna utanför kroppen.

Min forskning handlar ytterst om hur livets mest grundläggande celler, och den genetiska information de bär på, skyddas, formas och förs vidare.

Min forskning rör sig vid gränsen mellan fysik och biologi, med särskilt fokus på hur extremt intensiva röntgenlasrar växelverkar med materia. Biofysiken föddes när Erwin Schrödinger ställde frågan: ”Vad är liv?” och försökte förstå livet genom en fysikalisk lins. I samma anda använder jag grundläggande verktyg inom fysiken för att undersöka komplexa biologiska system på molekylär nivå.

Utvecklingen av nya metoder för att undersöka världen omkring oss har alltid inneburit ökad förståelse. Röntgenlasrar är revolutionerande anläggningar som genererar superstarka och ultrakorta röntgenpulser. Lasrarna är så starka att en enda puls kan avslöja atomstrukturen i enskilda proteiner, och så snabba att de också kan avslöja elektrondynamiken i sådana molekyler. I dessa processer överförs stora mängder energi till molekylerna, som joniseras, omvandlas till plasma och snabbt exploderar.

Jag vill förstå funktionen hos ultrasnabba processer i syfte att avbilda proteinmolekylerna innan de förstörs. Kunskap om själva explosionerna kan också möjliggöra strukturell information genom att följa elektronerna och jonerna som sprids ut. Genom att studera plasmadynamik vid höga röntgenintensiteter kan vi förstå både livets molekyler och de fundamentala processer som sker i stjärnornas inre.

En geofysiker är antingen intresserad av hur jorden fungerar, hur processerna ser ut som formar eller har format vår planet, eller av att utveckla metoder för att avbilda jorden och/eller dessa processer. Kanske de allra flesta av oss är verksamma inom båda fälten, eftersom ny kunskap alltid leder till nya frågor som behöver nya och förbättrade metoder för att besvaras.

I egenskap av seismolog har jag alltid varit intresserad av vad (små) jordskalv kan lära oss om processer i undermarken. Samtidigt kan dessa skalv användas till att skapa tredimensionella bilder av jordens innandöme – jordskalvstomografi – eller en slags skiktröntgen av jorden. I min forskning har jag bland annat tillämpat detta på aktiva vulkaner, till exempel på vulkanismen på Reykjaneshalvön på Island. De senaste 4 000 åren har vulkanerna där varit aktiva i perioder som varat i flera hundra år, vilka följts av längre perioder utan vulkanisk aktivitet. Fram till den 19 mars 2021 hade inga vulkanutbrott skett där på nästan 800 år, men i skrivande stund väntar islänningarna på det trettonde utbrottet sedan dess.

Resultat från min forskning lär oss om de vulkaniska processerna, till exempel var magman ansamlas i jordskorpan och vilken väg den tar upp till ytan; denna information är viktig för att samhället skall kunna förbereda sig.