VR-bidrag för forskning om Casimir-krafters betydelse för metamaterial
Professor Giovanni Volpe beviljas 4,3 miljoner kronor i projektbidrag från Vetenskapsrådet. Pengarna ska gå till ett projekt som utforskar kritiska Casimir-krafters förmåga att styra flexibla partiklar. I förlängningen kan tekniken användas i utvecklingen av programmerbara metamaterial.
Nanotekniken håller på att revolutionera vårt sätt att leva och bedriva forskning. Tillämpningar som tidigare betraktades som ren science fiction börjar idag bli verklighet.
- För att ytterligare förbättra framtidens nanomaterial och mikroskopiska komponenter behöver vi kunna styra de krafter som verkar mellan partiklar på nanoskalan, säger Giovanni Volpe, professor i fysik vid Göteborgs universitet.
Kritiska Casimir-krafter
Giovanni Volpe, som leder forskningsgruppen Soft Matter Lab, får nu 4,3 miljoner kronor från Vetenskapsrådet i projektbidrag för att bedriva forskning på en av de mest lovande krafterna inom nanotekniken – kritiska Casimir-krafter.
Kritiska Casimir-krafter uppstår i vätskor nära en kritisk punkt i temperatur där två ämnen just ska separera. Exempelvis blandar sig vatten och lutidin (en oljeliknande substans) homogent vid temperaturer under 34 °C, men separerar helt ovanför denna temperatur. Precis innan separationen inträffar uppstår stora koncentrationsfluktuationer i vätskan, vilket ger upphov till dessa krafter.
Kritiska Casimirkrafter är särskilt intressanta eftersom de kan styras noggrant med temperaturen och kan vara antingen attraktiva (dra ihop partiklar) eller repulsiva (hålla partiklar åtskilda).
- I detta projekt kommer vi använda kritiska Casimirkrafter för att styra formförändringar hos små flexibla partiklar. Genom att kontrollera temperaturen nära den kritiska punkten kan vi få dessa partiklar att böja, veckla ut eller ändra form på ett kontrollerat sätt. Detta påminner om hur biologiska proteiner kan ändra sin form., säger Giovanni Volpe.
Vägen frammåt för metamaterial
- Vi kommer sedan använda dessa partiklar för att bygga större mekaniska strukturer, så kallade metamaterial, vars egenskaper kan programmeras genom enkla temperaturjusteringar. Detta öppnar för framtida tillämpningar inom mikrorobotik, intelligenta sensorer och adaptiva material.
Projektet ger viktiga nya insikter om grundläggande fysik samtidigt som det möjliggör konkreta tekniska lösningar inom nanoteknik och smarta material.
Projektet är ett av tio vid Göteborgs universitet som beviljas bidrag från Vetenskapsrådet i kategorin Naturvetenskap och teknikvetenskap 2025.
