27. august 2018

Nytt superlaboratorium til Trondheim


En atomprobe kommer til Trondheim. Med den kan forskerne se hvilke atomer et mineral eller materiale består av. Det er sentralt når fremtidens batterier, solceller, vindturbiner skal produseres. Illfoto utlånt fra Max-Planck-Institut fuer Eisenforschung.
Forskning på mineraler og materialer er viktig for det grønne skiftet. NGU, NTNU og SINTEF går sammen om å etablere et nasjonalt laboratorium for å forske på mineraler og materialer.

Grønn teknologi krever nye og spesialtilpassede mineraler og materialer. Solcellepanel, supermagneter, batterier og nye byggematerialer utvikles fra råstoff og materialer med helt spesielle egenskaper og kvaliteter.

For å få dette til er det viktig å kunne undersøke materialer og mineraler, ofte helt ned på atomnivå, for å se hvilke kvaliteter og egenskaper stoffet har. Dette kaller forskerne å karakterisere.

Et nasjonalt laboratorium for å karakterisere mineraler og avanserte materialer etableres nå i Trondheim. Det vil hete Norwegian Laboratory for Mineral and Materials Characterisation (MiMaC), og det er NTNU, NGU og SINTEF som star bak dette.

Fra mineral til material

– Med MiMaC kan vi forske på hele verdikjeden, fra mineral til ferdig material, sier Jostein Mårdalen leder ved Institutt for materialteknologi, NTNU. 

 Resultatene fra laboratoriet kan bidra til at man får framstilt materialer fra mineraler på en enda bedre måte.

– Vi kan også bidra til å fremstille produkter og råstoff med skreddersydde egenskaper for bestemte anvendelser.

Prosjektleder Jostein Mårdalen, sammen med Yanjun Yi som er fagansvarlig for det nye MiMaC-laboratoriet. Begge fra NTNU.

Videre forteller Mårdalen hvorfor det er nyttig for forskerne å se på hele verdikjeden.

– Det er et gjensidig forhold mellom mineraler og materialer: Mineralindustrien må levere nye mineraler og mineralprodukter med nye kvaliteter, når behovene oppstår i materialindustrien. Samtidig må materialindustrien utnytte ressursene og mulighetene som finnes i mineralindustrien. Med MiMaC kan vi utvikle og forbedre det samarbeidet.

– I tillegg kan vi bidra til at utvinning og produksjon skjer på en miljøvennlig og effektiv måte.

Gjennom nåløyet

MiMaC var et av 19 prosjekter som kom gjennom nåløyet og fikk støtte fra Forskningsrådet sin nasjonale satsing på forskningsinfrastruktur i 2017. Totalt 92 prosjekter søkte om midler.

Mårdalen tror det var særlig to ting som gjorde at de fikk 71 millioner kroner fra Forskningsrådet.

- Det ene er at tankesettet med å forske på hele verdikjeden, fra mineral til material, er nyskapende i vårt felt. Det vil gi store ringvirkninger når våre studenter tar med seg det perspektivet ut i industrien. Det andre er at MiMaC vil fungere som et nasjonalt laboratorium, som både forskere og mineral- og materialbransjen får tilgang til, med nytt og avansert utstyr som vi ikke har hatt tidligere.

Bildet viser et 0,03 millimeter tykt tverrsnitt av en gneis fra Rogaland. Slike bilder kan forskere se i mikroskop.
Bildet viser et 0,03 millimeter tykt tverrsnitt av en gneis fra Rogaland. Slike bilder kan forskere se i mikroskop.

Store deler av budsjettet går til innkjøp av kostbart laboratorieutstyr. Instrumentet som står for størsteparten av utgiftene er en atomprobe, som alene har en kostnad på rundt 40 millioner kroner.

– Med en atomprobe kan vi plukke fra hverandre en prøve, for nøyaktig å se hvilke atomer prøven består av. Vi kan lage en 3D-modell hvor vi lokaliserer hvert enkelt atom i prøven. Denne typen utstyr gjør laboratoriet verdensledende, og er vel verdt investeringen. Det å kunne se hvert enkelt atom i en prøve er faktisk uhyre heftig, sier Mårdalen engasjert.

Verdifullt samarbeid

Henrik Schiellerup
Henrik Schiellerup, NGU

Lagleder Henrik Schiellerup ved Norges geologiske undersøkelse (NGU) forteller at MiMaC også vil ha stor betydning for mineralforskerne ved NGU.

– MiMaC-instrumentene vil spille en viktig rolle som felles plattform for mineral- og materialforskning.

-– Med MiMaC samler vi den beste kompetansen fra to fagfelt som har mye til felles. Vi håper at etableringen vil føre til mer samarbeid mellom institusjonene og tilstøtende fagområder.

Viktig for det grønne skiftet

– Vi trenger stadig mer spesialiserte og skreddersydde materialer. I dag kunne vi bygget Eiffeltårnet over dobbelt så høyt med den samme mengden stål. Det viser hvor langt vi har kommet, og utviklingen vil ikke stoppe her, sier Schiellerup.

Overgangen til grønn teknologi står høyt på dagsordenen for både mineral- og materialforskere.

– Vi er helt avhengig av nye mineraler og materialer for å gjennomføre det grønne skiftet, blant annet når vi skal utvikle bedre solcellepaneler, bygge vindturbiner og smarte bygninger. Dette er utfordringer som den nye laboratorieteknologien skal være med på å løse, sier han.

MiMaC vil være i drift i løpet av 2019.

Instrumentene som inngår i MiMaC plasseres på NTNU, NGU og SINTEF sine eksisterende laboratorier, men vil fungere som en samordnet og med felles administrasjon.