Materialvetenskap för en hållbar värld

– ny forskningssatsning på drygt 3 miljarder kronor

Att minska miljö- och klimatavtryck från de material vi använder i vår vardag och inom industrin är nödvändigt för att uppnå uppsatta klimat- och miljömål. Syftet med det nya forskningsprogrammet Wallenberg Initiative Material Science for Sustainability är att skapa förutsättningar för ett hållbart samhälle genom nya och förbättrade material och tillverkningsprocesser, vilka också ska möjliggöra bättre teknologi för framtidens energisystem och bekämpning av föroreningar och giftiga utsläpp.

Lyssna på SR Ekospecial!

– Det här är ett kraftfullt, konkret initiativ för en hållbarare värld. Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse avsätter drygt 3 miljarder kronor under en tolvårsperiod, för att kunskap ska växa fram som bidrar till att målen i FN:s Agenda 2030 och Parisavtalet kan uppnås, säger Peter Wallenberg Jr, ordförande Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse.

Kunskap och framställning av nya material har utvecklat mänskligheten och våra samhällen genom hela historien, allt från brons och järn till nutidens halvledare som banat väg för dagens informationssamhälle. Men en stor del av materialen och det sätt som de bryts och framställs på har också bidragit till dagens miljöproblem eftersom de inte varit hållbara. 

Stiftelsen avsätter nu 2,7 miljarder kronor under perioden 2022 – 2033 till det nya forskningsprogrammet Wallenberg Initiative Material Science for Sustainability och 380 miljoner kronor i ett utökat anslag till Wallenberg Wood Science Center, WWSC, för forskning av förnybara material av skogsprodukter inom programmet ”Nya material från träd för en hållbar framtid”.

Materialproduktion står för 25% av växthusgaserna

Varje år utvinns 90 miljarder ton råvara i världen, i huvudsak metaller, mineraler, fossila ämnen och biomassa, för att skapa olika material – en summa som förväntas fördubblas till 2050. Utvinningen sker till stor del av icke förnybara ämnen vilket orsakar en stor belastning på miljö, samhälle och klimat. Världsproduktionen av material står för cirka 25 procent av de totala utsläppen av växthusgaser, och framställningen av metaller slukar cirka 8 procent av all mänskligt framställd energi.

– Jag ser funktionella material som den viktigaste komponenten för att utveckla framtidens gröna energiteknologi och för att möjliggöra cirkulära lösningar för samhällets utmaningar. Målsättningen med programmet är att förstå, skapa och kontrollera komplexa materialsystem ända ned på atomnivå, för att möjliggöra hållbara banbrytande teknologier, säger Magnus Berggren, professor i organisk elektronik och director för programmet.

Forskningsprogrammet Wallenberg Initiative Material Science for Sustainability fokuserar på fyra grundforskningsområden: omvandling, lagring och distribution av ren energi, att ersätta sällsynta, energikrävande och giftiga material med cirkulära hållbara material, att motverka förorening, rena och skydda atmosfären, marken och vattendrag samt att befrämja upptäckter av helt nya material för framtidens hållbara teknologier och tillämpningar.

Några konkreta exempel är; innovativa material för:

  • Helt återvinningsbara batterier
  • Framtidens bränslen med minimalt koldioxidavtryck
  • Solenergidriven rening av vatten, luft och koldioxid
  • Framtidens energisnåla elektronik
  • Material för morgondagens hållbara teknologier och infrastruktur

– Vi vill etablera Sverige som en ledande nation inom detta forskningsområde. Det övergripande syftet är att möjliggöra hållbara teknologier samt att utbilda framtidens ledare inom samhälle, industri och universitet, förklarar Peter Wallenberg Jr.

Inom programmet ska 25 internationella forskargrupper rekryteras och en forskarskola byggas upp med plats för 150 doktorander och 30 industridoktorander samt 150 postdoktorer och 30 industripostdoktorer. 

Viktigt för svensk industri

Materialindustrin i Sverige omsätter årligen 300 miljarder kronor. Avancerade material spelar en avgörande roll inom bland annat svensk gruv- stål-, kemi- och skogsindustri och för det svenska samhället. Material har dessutom en stark koppling till annan industri och andra samhällssektorer som infrastrukturer och verkstadsindustri. 

– För att klara klimat- och miljömålen måste industrin ställa om snabbare. Därför kommer forskningsprogrammet att bedrivas i samarbete med svensk industri, dels genom industridoktorander och postdoktorer dels genom forskningsarenor där det skapas möjligheter att utbyta kunskap och problemställningar mellan akademi och företag. Industrin får ta del av forskningsfrontens kunskap inom materialvetenskap och forskarna får insikter i företagens utmaningar inom teknologi och applikationer, säger Sara Mazur, director strategic research Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse och ordförande för programmet.

Forskningsarenorna inom programmet – WIRA – utformas efter den framgångsrika modell som byggts upp inom Wallenberg Artificial Intelligence, Autonomous Systems and Software Program, WASP.

Tvärvetenskapliga samarbeten förväntas förutom med WASP, också ske med andra stora Wallenbergprogram som Wallenberg Wood Science Center, WWSC, Datadriven life science, DDLS och Wallenberg Centre for Quantum Technology, WACQT. 

Deltagande universitet i programmet är Uppsala universitet, Lunds universitet, KTH, Chalmers tekniska högskola, Stockholms universitet samt Linköpings universitet som också är värduniversitet.

380 miljoner kronor till nya material av trä

Wallenberg Wood Science Center, WWSC, bildades 2009 med syfte att utveckla nya hållbara material från den svenska skogen. Att ersätta olja med trä i tillverkningen av plaster, att skapa starkare och brandsäkra material, samt nya funktionella material är några av målen. Stor uppmärksamhet har utvecklingen av det transparenta träet fått utöver det har satsningen bland annat resulterat i papper som gjorts magnetiskt, elektriskt ledande och brandtåligt. Andra exempel är biobaserade plaster, lim och porösa material. 

FN:s globala hållbarhetsmål är centrala utgångspunkter för forskningen inom WWSC. 

– Trä är en oerhört viktig och spännande resurs för en hållbar framtid eftersom träbaserade material har en stor potential att ersätta fossilbaserade material, de kan också utgöra grund för helt nya material med nya egenskaper. Vi fokusera på sju områden, där vi bland annat ska utforska hållbara bioraffinaderiprocesser som utnyttjar träråvaran så effektivt som möjligt, säger Eva Malmström Jonsson, director för WWSC. 

Utökningen av programmet, som bedrivs vid Chalmers tekniska högskola, KTH och Linköpings universitet, innebär att sex forskningsledare, 36 doktorander och lika många postdoktorer kan rekryteras samt fyra gästprofessorer. 
I och med detta har Stiftelsen totalt satsat drygt 1 miljard kronor på forskning inom WWSC. 

– Den långsiktiga forskningssatsningen syftar till att möjliggöra en hållbar framtid samt att stärka svensk skogsindustris konkurrenskraft och lägga grunden för nya företag baserat på innovationer inom området, förklarar Peter Wallenberg Jr.

Text Carina Dahlberg
Bild Magnus Bergström, Samuel Unéus, Magnus Bergström, Daniel Roos, Magnus Bergström

Läs om annan forskning inom hållbarhetsområdet