Jari Kinaret leder grafen från forskning till industrin

Jari Kinaret och hans forskarkolleger vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg har EU:s uppdrag att föra det mångsidiga kolmaterialet grafen från laboratorierna ut till industrin.

— Nu ska vi skörda forskningens frukter, säger han.

Över 25 år har gått sedan Jari Kinaret lämnade Uleåborg med grundexamina i teoretisk fysik och elektroteknik. Idag är han professor i fysik vid Chalmers i Göteborg, där han byggt upp den forskning om grafen som i januari resulterade i förtroendet att leda en gigantisk EU-satsning kring det kolbaserade materialet.

EU-kommissionen beskriver uppdraget som ”historiens största utmärkelse för excellent forskning” och står för hälften av projektkostnaden på en miljard euro. Deltagare och andra finansiärer betalar andra hälften av notan för arbetet som väntas pågå cirka tio år.

Chalmersledda Graphene Flagship, som valdes i konkurens med fem andra europeiska forskningsinitiativ, omfattar 126 akademiska och industriella forskningsgrupper i 17 länder. Flaggskeppets befälhavare Jari Kinaret kan hämta stöd hos ett vetenskapligt råd som rymmer bl.a. fyra nobelpristagare.

— Nu gäller det för högskolan att dra största möjliga nytta av synligheten både när det gäller rekryteringen av nya forskare och studenter, säger Jari Kinaret.

Ungt forskningsområde

Grafen är ett ungt forskningsområde. Genombrottet kom när forskare i Manchester för snart tio år sedan lät nyfikenheten flöda under sina ”Friday night experiments”. Under uppsluppna former brukar de pröva olika idéer — även de som inte har så hög sannolikhet att bli framgångsrika. Med hjälp av en bit vanlig tejp lyckades Andre Geim och Konstantin Novoselev ta fram den första flagan av det atomtjocka kolmaterialet grafen ur en bit grafit. Nyfikenheten ledde till att de båda forskarna 2010 fick nobelpriset.

Jari Kinaret berättar entusiastiskt om den kreativa atmosfär som omgav pionjärerna i Manchester. Nu har han själv och hans medarbetare i uppdrag att föra materialet till nästa fas. Grafen kan få stor betydelse i praktiska tillämpningar, inte minst som lätta och hållbara kompositmaterial. Det kan göra batterier och datorer effektivare. Materialets förmåga att släppa igenom ljus och samtidigt leda ström gör det mycket lämpligt för att ingå i ljuspaneler och solceller. Ett annat användningsområde med stora möjligheter är medicinteknik.

— Man måste komma ihåg att det här var absolut grundforskning så sent som 2004 och redan nu finns ett stort intresse från industrin, säger Jari Kinaret.

För att utvecklingen av forskningsrön ska gå fort behövs en kombination av vad han kallar teknologisk push från akademin och teknologisk pull från industrin. Det första uppstår när forskare hittar ett intressant ämne med stor potential, det andra om ett företag ser att forskningsresultaten kan omsättas i produkter som kunderna vill köpa.

Bredden lockar

— Om push och pull verkar i samma riktning går det snabbt. Grafen är ett material med stora möjligheter

— det är intressant för akademiker eftersom det finns många riktningar att forska i och på företagssidan ser man att flera av egenskaperna kan vara kommersiellt intressanta.

Kännetecknande för det Chalmers-ledda flaggskeppet är att de olika forskningsområdena mognar vid olika tidpunkter. Forskningsresultat inom kompositmaterial kan ganska snabbt omsättas i produkter, till exempel sportartiklar. Redan nu finns en tennisracket med grafen som en viktig beståndsdel på marknaden.

Däremot kan forskarrön inom till exempel högfrekvent elektronik baserad på grafen, eller spinntronik, ta upp till ett decennium innan de närmar sig produktfasen.

För flaggskeppets livskraft är det viktigt att både bedriva forskning på kort och lång sikt. Arbetar man enbart med mogen teknologi skulle många av akademikerna tröttna och tycka att det snarare borde vara företagens uppgift. Och även om man vill göra til?- lämpningar som ganska snabbt får praktisk betydelse måste man se till att produktionsteknologin utvecklas.

För närvarande har Jari Kinaret inte tid att forska själv. Under våren tar förhandlingarna med EU-kommissionen om arbetsformerna all tid. Möjligen blir det lugnare när ramverket är på plats.

Hjälpa de yngre

— När jag forskar brukar det vara att räkna på något. Nu är min tid fragmenterad och ger inte den långsiktighet man behöver för att närma sig ett problem, men jag hoppas hinna prata en hel del med mina yngre kolleger och hjälpa dem i deras forskning.

Är det tråkigt att inte ha tid att forska själv?

— Det är en förändring. Jag har forskat i många år och nu får jag lära mig att hantera den nya situationen.

Helt ny är ändå inte ledarrollen. Jari Kinaret har tidigare lett forskningen inom nanoteknologi och nanovetenskap vid Chalmers. Nu blir ledaransvaret betydligt större, både vad gäller budget och mängden forskare. Han ska också hålla i och utveckla kontakterna med företag och myndigheter.

Att visa materialet grafen på bild är inte lätt då 98 procent av ljuset går rakt igenom. Jari Kinaret håller upp en kopparfolie, där grafenet i form av kolatomer osynligt ligger ovanpå. Ett skikt grafen består av ett atomlager och därför blir frågan hur tjockt det är närmast omöjlig att besvara.

Tack vare att grafen är genomskinligt och böjbart och leder ström snabbare än kisel har materialet många användningsområden. Ändå är Jari Kinaret försiktig med att dra paralleller till den revolution det innebar när plasten kom. Snarare vill han tona ner förväntningarna och menar att grafen i första hand ska ses som ett komplement till andra material. För att få kommersiell användning måste det också kunna produceras i stora mängder till ett billigt pris.

— Vi försöker motverka en hype. Vi vet inte vad som väntar bakom hörnet och det är inte säkert att grafen alltid blir bäst och billigast. Det finns till och med de som säger att grafen kommer ersätta stål — någon måtta får det vara, säger Jari Kinaret.

text Torbjörn Tenfält foto Magnus Hartman

• Painetussa lehdessä sivu 24