Teoretisk Oorganisk Kemi

"Vi använder och utvecklar avancerade modeller för simuleringar av molekyler och material"

Man vet ännu ganska lite om hur kemiska reaktioner och fysikaliska processer exakt sker på molekylär eller atomär nivå. Den dag man kan förstå sådana mekanismer kommer det att bli lättare att på ett kontrollerat och systematiskt sätt tillverka nya material eller kemiska föreningar med förutbestämda, skräddarsydda, funktioner.

I arbetet mot en sådan förståelse är teoretiska beräkningar inom kemin värdefulla. Realistiska experiment är oftast svårtolkade eftersom man observerar “summan av signalerna från” ett stort antal strukturer och bindningssituationer, oftast också på något sätt medelvärdade över en ganska lång tid. I teoretiska beräkningar kan man konstruera skräddarsydda modellsystem så att man kan fokusera sitt informationssamlande och studera en eller några få effekter i taget. På det sättet kan man hjälpa till att reda ut de ytterst komplicerade förhållanden som råder i ett experiment eller i naturen.

En viktig del av vår forskning handlar om metodutveckling för att kunna genomföra beräkningar på realistiska system på ett noggrant sätt. Ofta utgör den begränsade systemstorleken (antalet atomer) och den begränsade tidsrymd som man kan studera minst lika stora felkällor i teoretiska datorberäkningar som själva beräkningsmetoden som används. Att kunna beskriva mer realistiska system i fråga om storlek och tid är därför jätteviktigt.

Vår forskning handlar om ytor på kristaller och nanopartiklar av reaktiva metalloxider. Illustrationen nedan sammanfattar de olika forskningsområden vi arbetar inom. I alla projekten nedan försöker vi upptäcka vilka atomer som är speciellt reaktiva på ytor och nanopartiklar, och varför de är det. Ett uppmärksammat exempel i vår forskning handlar om vilka syreradikaler som kan bildas på olika facetter, hörn eller kanter hos nanopartiklar av t.ex. CeO2.