Hon designar nya material på atomnivå
Genom att använda kvantmekanisk modellering kan KTH-forskaren Raquel Lizàrraga hjälpa företag spara miljoner och flera år i utvecklingen av nya material.
Raquel Lizàrraga är forskare på Institutionen för Materialvetenskap på KTH, där hon arbetar med tillämpad materialfysik. Hon är också grundare av QM4Mat, en spinoff från hennes forskning. QM4MAt hjälper företag att designa nya material med hjälp av kvantmekaniska uträkningar.
- Vi modellerar material på en kvantmekanisk nivå, vilket innebär att vi tittar på vad atomerna och elektronerna gör inuti ett material. Idén är att kunna förutsäga vilka egenskaper ett material kommer ha, som hållfasthet eller plasticitet.
KTH gav möjlighet att jobba nära industrin
Att använda kvantmekanik för att designa material är något som fortfarande är ganska nytt inom industrin, och det var inte förrän Raquel kom till KTH som hon började tänka på att nyttiggöra sin forskning.
- På KTH fick jag möjlighet att jobba nära industrin, säger Raquel. För mig betydde det att jag började tänka mer på praktiska problem och inte bara på teorin.
Kan spara miljontals kronor
I vanliga fall är processen för ett företag som behöver utveckla ett nytt material både dyr och tidskrävande.
- Säg att du behöver byta ut ett material. Om vi pratar om en legering av två olika grundämnen är det ganska enkelt, men ju fler ämnen du lägger till, desto mer komplicerat blir det. Det kan till och med bli så att du kommer behöva testa dig fram i labbet för att hitta ett material som har de egenskaper du vill ha. Från den synvinkeln så tänkte vi att ju mer hjälp ett företag har desto bättre, för vi pratar om miljontals kronor och flera års forskning, säger Raquel.
Ett projekt som gav mersmak
Första steget mot nyttiggörande togs i ett projekt finansierat av European Institute of Innovation and Technology (EIT). En grupp universitet slog sig samman och skapade QM-FORMa, ett nätverk av världsledande experter som kan designa nya material med kvantmekaniska metoder.
- Idén var att börja visa industrin vad vi kunde göra och hur vi skulle kunna hjälpa dem att förbättra de material de använder och att utveckla nya. Det var ett intressant projekt och vi började känna oss mer säkra på att vår forskning verkligen skulle kunna vara användbar berättar Raquel.
Mot projektets slut ville Raquel fortsätta arbeta med industrin. I början av sommaren 2019 tog hon kontakt med KTH Innovation.
- Vi ville anställa en post doc genom en partner, men vi stötte på massor av problem på vägen. Någon rekommenderade mig att höra av mig till KTH Innovation och det var så jag träffade Fredrik Jansson, min affärsutvecklingscoach. Det finns så mycket man måste tänka på och när du inte vet vad du ska göra eller hur så är det jättebra att det finns hjälp att få. Jag tror inte att jag hade kunnat göra allt själv.
Så funkar det
Ett av företagen som Raquel har jobbat med är Sandvik Group. Företaget har under flera år försökt hitta en ersättare för kobalt i ett material de använder för att tillverka skärverktyg. Kobalt har visat sig vara cancerframkallande och lagstiftning som förbjuder användning kan vara på väg.
- Vi började med att studera kobalt för att se vilka egenskaper som gjorde det till ett bra val till att börja med. När vi förstod det så var det mycket lättare att identifiera potentiella kandidater. När du väl vet vad du letar efter är det lätt att göra beräkningarna.
Beräkningarna utförs av superdatorer. Så fort de är klara kan Raquel presentera en lista över lovande kandidater till företaget, som sen går in i labbet för att testa om de funkar i en verklig produkt.
- När jag har tagit fram en lista så är mitt jobb färdigt. Det är upp till företaget att testa och fortsätta utveckla materialen enligt sina behov. Mitt jobb är att hitta bra kandidater utifrån vissa kriterier.
Intressanta diskussioner
I mars 2020 var QM4Mat ett av 17 startup-projekt som kom in på KTH Innovations förinkubatorprogram. Alla teamen har grundats av studenter, forskare eller anställda på KTH, och fokuserar på olika sorters teknik. Även om QM4Mat är det enda teamet som jobbar med kvantmekanik, så finns det mycket gemensamt enligt Raquel.
- Även om vi inte alltid har samma utmaningar så är det väldigt nyttigt att höra om andras erfarenheter. Diskussionerna är alltid väldigt intressanta! Dessutom är det jättebra att man går igenom allt man behöver tänka på när man nyttiggör sin forskning steg för steg, och att man sätter tydliga mål.
Med sikte på batterier
Just nu jobbar Raquel tillsammans med en konsult för att hitta nya användningsområden för tekniken i ett projekt som finansieras av Vinnovas finansieringsprogram VFT, som KTH Innovation hanterar .
- Vi tittar till exempel på batteriindustrin, där behovet av att hitta nya material är enormt. Vår coach Fredrik har hjälpt oss hitta nya kontakter och en konsult som genomför en marknadsundersökning. Att jobba med batterier vore ett väldigt spännande nästa steg!
Läs mer på www.qm4mat.com .
Text: Lisa Bäckman