Kemi för material
Forskningen inom den fysikalisk-kemiska gruppen vid Karlstads universitet är grundläggande och med tillämpad relevans. Den gemensamma tråden är molekylära interaktioner mellan komponenter i komplexa system; polymer-polymer, polymer-kolloid och interaktioner under koncentrationsgradient. Forskningen är mångvetenskapligt inriktad och kombinerar naturvetenskap, främst kemi och fysik, med teknikvetenskap.
Mer specifikt studeras morfologi i blandade filmer för organiska solceller, tillverkade från lösning, elektronöverföring från donor- till acceptormolekyler, lösningsmedelseffekter på molekylära interaktioner, löslighet i komplexa fluider, ersättning av miljöskadliga lösningsmedel med gröna lösningsmedel och effekter av mikrogravitation på strukturbildning. Metoderna är företrädesvis mikroskopi, beräkningskemi och absorptions- och fluorescensspektroskopi.
En viktig aspekt av forskningen är att forskningssamarbete stärker resultaten; att studera samma vetenskapliga frågor ur flera aspekter leder till en mer heltäckande bild av det studerade systemet. Detta har lett till att forskningen inom fysikalisk kemi vid Karlstads universitet genomförs i samarbete med andra grupper inom materialvetenskaplig forskning. Inom vårt eget universitet samarbetar vi med forskare vid materialfysik på system som är relevanta för organiska solceller samt med forskare inom kemiteknik och miljö- och energisystyem med frågor som rör hållbarhet. Samarbeten med forskare inom liknande vetenskapliga frågeställningar inkluderar flera svenska lärosäten, liksom utländska universitet.
Vår forskning får ekonomiskt stöd från svenska Rymdstyrelsen och KK-stiftelsen.
Ett urval av publikationer:
Engineering two-phase and three-phase microstructures from water-based dispersions of nanoparticles for exo-friendly polymer solar cell applications
Holmes NP, Marks M, Cave JM, Feron K, Barr MG, Fahy A, Sharma A, Pan X, Kilcoyne DAL, Zhou X, Lewis DA, Andersson MR, van Stam J, Walker AB, Moons E, Belcher WJ, Dastoor PC
Chem. Mater., 2018, 30, 6521-6531, doi: 10.1021/acs.chemmater.8b03222
Fullerene Aggregation in Thin Films of Polymer Blends for Solar Cell Applications
Lindqvist C, Moons E, van Stam J
Materials, 2018, 11, 2068-2075, doi:10.3390/ma11112068
Unravelling donor-acceptor film morphology formation for OPV environmentally-friendly OPV ink formulations
Holmes NP, Munday H, Barr MG, Thomsen L, Marcus MA, Kilcoyne ALD, Fahy A, van Stam J, Dastoor PC, Moons E
Green Chem., 2019, 21, 5090-5103, doi: 10.1039/c9gc02288k
Using Solubility Parameters to Model More Environmentally Friendly Solvent Blends for Organic
Solar Cell Active Layers
Jalan I, Lundin L, van Stam J
Materials, 2019, 12, 3889-3901, doi:10.3390/ma12233889
An experimental setup for dip-coating of thin films for organic solar cells under microgravity conditions
Ericsson LKE, Jalan I, Vaerneus A, Tomtlund T, Ångerman M, van Stam J
Rev. Sci. Instrum., 2021, 92, 015108:1-9, doi:10.1063/5.0018223
Donor-acceptor polymer complex formation in solution confirmed by spectroscopy and atomic-scale modelling
Jalan I, Marchiori CFN, Genene Z, Johansson A, Araujo CM, Wang E, van Stam J, Moons E
J. Mater. Chem. C., 2023, 11, 93-16-9326, doi: 10.1039/d1tc03853b
AFM-IR Spectromicroscopy Unveils Hidden Phase Separation in Polymer-Polymer Blend Films for Photovoltaic Applications
Jalan I, Ericsson LKE, Moons E, van Stam J
ACS Appl. Polym. Mater., 2024, 11312-11319, doi: 10.1021/acsapm.4c01883