Wallenberg Scholars

Energisk och ledande solskensforskare

Plastelektronik, effektiv energiomvandling av solenergi, organiska batterier och lysdioder samt självlysande molekyler som kan spåra Alzheimers. Olle Inganäs forskning spänner över många fält. Att efterlikna naturens mönster är den röda tråden han följer.

Lysande röda och blå mikrochip

– Jag är lite av en megaloman och ofta ute på områden där jag är okunnig, säger Olle Inganäs, professor i biomolekylär och organisk elektronik, och skrattar.

Enligt ordboken betyder megaloman en person som lider av hybris eller storhetsvansinne. De må vara som det vill med den saken, Inganäs är en av Sveriges mest citerade forskare, och när man lyssnar på honom svingas man i hög fart från det ena till det andra området. Det går inte annat än att djupt beundra hans förmåga att tänka fritt och prova om den kunskap han har också gäller samband inom andra områden.

– Jag är framför allt intresserad av gränssnittet mellan elektronik och biologiska system. Temat i min forskning är energi. Jag fascineras av den biologiska uppbyggnaden. Men också av hur man kan forma och foga material på olika sätt. Elektroniska polymerer är exempelvis en struktur med biologisk inspiration, förklarar Inganäs.

Solceller ett realistiskt alternativ

Elektroniska polymerer är plastmaterial som leder ström. Olle Inganäs har jobbat med dessa under hela sin vetenskapliga karriär och är framförallt intresserad av organiska, nedbrytbara och miljövänliga polymerer.

– Jag vill använda den renaste energikällan – solen. Jag hatar förbränningsmotorn passionerat, säger han med eftertryck.

Inganäs mål är att skapa material som kan användas för energiomvandling, som är billiga och går att skala upp. Vita ljusdioder och solceller är två exempel.

– Problemet med solceller är i princip löst, inte av oss men andra labb har lyckats utvinna en tiondel av solljusets energi. Det är i och för sig inte imponerande om man jämför med solceller av kisel men det börjar se ekonomiskt realistisk ut att använda organiska solceller.

Svårt med finansiering för produktion

Även om organiska solceller inte når upp i samma effektivitet som de av kisel har de andra fördelar.

– Materialet är så tunt att det kan placeras på alla möjliga ytor och vinklar, vilket man inte kan med kiselcellerna. Det är dessutom billigt. Det tar några år att återvinna den energikostnad som krävs för att sätta upp dagens solceller medan det för de organiska tar en dag. Det är en tidsfråga innan det blir en vanlig lösning i bostäder, menar Inganäs.

Olle Inganäs tror att den solcellsfilm som hans labb jobbar med, där polymererna trycks på en tunn platsfilm, snart når upp till 10 procents effektivitet eller mer.

– Nu ligger vi på 7 procent. Vi kommer att köpa in en prototypmaskin för att kunna producera solcellsfilm både snabbt och billigt.

För Inganäs är den vetenskapliga utmaningen över, han menar att slutskedet kommer att vara beroende av synteskemi och sedan måste någon gå in med kapital för att produktionen ska komma igång.

– Jag har jagat finansiering i Sverige i flera år men det är svårt, säger han lite uppgivet samtidigt som han medger att det inte är ett riskfritt projekt.

– Det kan visa sig att oorganiska material blir vinnare i slutet men för mig har denna teknologi en potential att försörja jorden med el, som motiverar samma insatser som använts inom Manhattan- och fusionskraftsprojekten.

Organiska batterier

Parallellt med arbetet med solcellerna har Olle Inganäs, genom att gå tillbaka till sin tidigaste forskning, angripit nästa problem – lagringen av solenergin.

– Solen lyser ju inte dygnet runt och alla dagar. Jag hade en idé om att lignin, som finns i träd och växter och är en biologisk polymer, skulle kunna fungera för att skapa ett organiskt batteri.

Inspirationen hämtade han från naturen och växternas fotosyntes där elektroner laddade av solenergi transporteras av kinoner, elektrokemiskt aktiva molekyler.

– Jag kontaktade sedan den enda levande elektrokemisten som studerat lignin, Grzegorz Milczarek, på två månader hade han byggt en prototyp.

Tillsammans skapade de en tunn film, ur en blandning av pyrrol och ligninrester från svartlut, som är en restprodukt vid tillverkning av pappersmassa. Filmen används som katod i batteriet.

– Jag har svårt att tro att det kan bli lika bra som litiumbatteriet. Men jag tror att det kan bli tekniskt attraktivt och ett bra komplement för lagring.

”Jag har aldrig haft så mycket pengar att göra precis vad jag vill med. Nu kan jag göra något som har en hög risk – det kan bli ett misslyckande eller ett stort genombrott”

Lysdioder och Alzheimersdiagnostik

En annan drivkraft är att ersätta lysrör och glödlampor med energieffektiva vita lysdioder.

– Lysande molekyler i grönt, blått och rött, kan vävas in i felveckade proteinmolekyler, som gör det möjligt att åstadkomma vitt ljus och tryckbara vita ljuskällor.

Lite oväntat ledde Inganäs forskning honom också in på diagnostik och läkemedelsutveckling för proteinveckningssjukdomar som Alzheimers. Något som utvecklades till en företagsidé.

– För 10 år sedan arbetade vi med vattenlösliga elektroniska polymerer som detektorer för DNA-hybridisering. Det visade sig att de biopolymerer som vi använde också fungerade som detektor för ansamlingar av felveckade proteiner, amyloida plack, som bland annat bildas vid Alzheimers. Idag bygger vi transistorer med felveckade proteintrådar som bärare, och på samma sätt med DNA-kedjor dekorerade med elektroniska polymerer. Smått blir det, och många exemplar. Om kunskap går att kröka på det här sättet måste det finns många fler möjligheter…

Text Carina Dahlberg
Bild Magnus Bergström