IVAs 100-lista: aktuell forskning med potential för nyttiggörande

Grafit är avgörande för industrins gröna omställning, men dagens metoder för grafitproduktion är beroende av antingen gruvdrift eller fossilbaserad syntetisk produktion, vilket leder till höga CO2-utsläpp och försörjningsrisker. Vi har utvecklat och verifierat en process för katalytisk grafitisering i en smält metallreaktor.

Vår forskning möter behovet av samordnade, heltäckande prognoser i komplexa miljöer där osynkade prognoser kan orsaka ineffektivitet, slöseri och förlorade möjligheter – som inom sjukvård och försörjningskedjor.

Campus.AI-projektet utnyttjar AI för att omvandla hur vi förstår och använder campusområden, och tar itu med viktiga utmaningar inom energieffektivitet och hållbar byggnadsanvändning.

Målet med projektet är att utveckla en mycket effektiv, fiberintegrerad enhet som genererar enskilda fotoner vid telekomvåglängder, baserat på direkt integration av kvantprickemitterare i förbearbetade optiska fibrer. Vårt mål är att bygga en kompakt och skalbar prototyp som kan producera enskilda fotoner med hög kvalitet och konsekvens, vilket möjliggör betydande framsteg inom kvantteknologier.

Grönt väte från elektrolys av vatten är en lovande lösning för produktion av grön energi t.ex. för användning i stålproduktion och energilagring. För att konkurrera med de nuvarande produktionskostnaderna för väte krävs ett paradigmskifte inom vattenelektrolysteknik. Caplyzer har utvecklat och patenterat en sådan ny lösning för vattenelektrolys.

Forskare inom nanoteknologi från KTH har utvecklat nya komponenter för telekommunikationsinfrastrukturer i miniatyr format med högre prestanda och lägre energiförbrukning jämfört med dagens teknologier.

I dagens arbetsliv är stresshantering avgörande för både medarbetarnas välmående och företagets framgång. Vår forskning använder en innovativ kombination av objektiva och subjektiva metoder för att mäta stress. Denna tvärvetenskapliga ansats möjliggör djupare insikter i stressens källor och dess påverkan på produktiviteten.

Trälim används årligen i enorma mängder i allt från byggelement till möbler och förpackningar. Dock är de flesta trälim idag fossilbaserade och innehåller skadlig formaldehyd.

FerroSilva-processen har potential att förvandla stålindustrin till en kolsänka. Detta på ett ekonomiskt försvarbart sätt, med ett globalt skalbart koncept och utan behov av stora investeringar i ny elkraftsproduktion.

Energiinfrastrukturen har genomgått en betydande utveckling mot förnybara källor, men ett problem är att sol- och vindkraft levererar elkraft ojämnt, och ofta inte när det behövs mest. Det behövs därför medel att balansera kraftproduktion och efterfrågan för att säkerställa tillförlitlig och effektiv drift av nätet. Här spelar stationära batterier en avgörande roll. Sådana batterier bör vara billiga och säkra, och därför inte använda sällsynta ämnen som litium.

Idag kan man 3D printa med en mängd material; metaller, polymerer, keramer och till och med mänsklig vävnad… men när det gäller glas är det inte lika lätt. Vi vill utveckla teknik för att möjliggöra detta.

Mikroelektronik har revolutionerat livet för varje person på jorden sedan dess introduktion på 1950-talet. Genom miniatyriseringens framsteg har varje ny generation av elektroniska chip överträffat den tidigare och möjliggjort banbrytande innovationer som internet och artificiell intelligens. Denna utveckling, ofta beskriven av Moores lag, verkade länge vara en ofelbar trend – tills den nådde sina gränser.

Vi använder semikemikalier (dofter för myggkommunikation) och ett parasitproducerat fagostimulant för att kontrollera myggor genom att störa deras beteende. Med EU:s mål att minska användningen av bekämpningsmedel med 50 % till 2023, erbjuder våra giftfria, artsspecifika och kostnadseffektiva lösningar ett alternativ till insektsmedel.

Grusvägsnätverket är viktigt för landsbygden och binder samman landsbygd och stad, vilket främjar kulturell och ekonomisk utveckling. Grusvägar försämras dock snabbt på grund av väder och trafik, vilket leder till problem som gropar och löst grus, och kräver frekvent underhåll.

Sepsis orsakar 20% av alla dödsfall globalt och drabbar 5 miljoner människor årligen i EU och USA. Medan en patient kan gå från symtom till död på mindre än en dag, kan det ta upp till 7 dagar att hitta den infektion orsakar patogenen. Den nuvarande proceduren, blododling, kräver att bakterier växer upp till en miljon gånger för att nå detektionsgränserna.

Detta forskningsprojekt syftar till att utveckla ett banbrytande molekylärt verktyg för högkänslig och specifik profilering av genetiska mutationer i intakta vävnader och celler. Vårt verktyg kan möjliggöra för forskare och kliniker att upptäcka, kartlägga och kvantifiera mutationer på enskild cellnivå inom deras naturliga rumsliga kontext, vilket övervinner nuvarande begränsningar i vävnadsdisaggregation och förlust av rumslig information.

Bristen på halvledarchip och beroendet av externa leverantörer hotar hållbarheten och vår säkerhet. Klimatförändringarna kräver en snabb övergång till ett grönt och effektivt energisystem, vilket endast kan ske genom utveckling av en ny klass av halvledare med stora bandgap: Wide Bandgap-halvledare (WBG). Detta möjliggör en effektiv omvandling av olika former av elektrisk energi, vilket är nyckelteknologin för den gröna omställningen.

Potato Improver är ett projekt som utvecklar värmetåliga potatissorter med hjälp av CRISPR/Cas-teknologi, även kallad gensaxen, vilken tilldelades Nobelpriset 2020.

Vår forskning syftar till att göra genterapi tillgänglig för fler genom att förbättra hur virus används för att leverera genbehandlingar. Genterapi fungerar genom att använda virus för att föra in friska gener i celler, vilket kan rätta till genetiska defekter som orsakar sjukdomar. Detta kan bota sjukdomar som idag saknar behandling, såsom vissa medfödda nervsjukdomar och cancer. Men det är svårt att producera virus i stor skala, vilket gör behandlingen dyr och svåråtkomlig.

Gångavvikelser är vanliga efter en hjärnskada eller nervsjukdom, med nedsatt livskvalitet som följd. Till skillnad från industristandarden idag av passivt hjälpmedel kan robotexoskelett bidra till aktiv rörelse men befintliga lösningar är klumpiga och få visar bevis för duglig användning vid funktionsnedsättningar.

Benutvecklande cancerformer som leukemi, multipelt myelom och osteosarkom är ansvariga för cirka 3 miljoner dödsfall årligen. Nya terapier testas för närvarande i dåliga prekliniska modeller, dvs musmodeller, som misslyckas med att återspegla den mänskliga benmiljön, vilket ofta leder till misslyckade kliniska prövningar och dåliga terapeutiska resultat.

Bristen på situationsmedvetenhet och dålig kommunikation bland evakueringsteam och mellan räddningspersonal och evakuerade leder till fördröjda responstider och ökad risk för skador eller dödsfall. Vi har designat EvacAware, ett smart system som hjälper evakueringsteam att fatta bättre beslut snabbt.

Vår lösning representerar en omfattande uppsättning multisensoriska visuella sensorer utformade för att samla in data från olika källor, inklusive robotiserade uppdrag, befintliga äldre trafiksystem och till och med mänskliga aktiviteter.

Vår forskning möter det växande behovet av flexibla och anpassningsbara industriella system och adresserar de ineffektiviteter som uppstår i utvecklingen av komplexa system. COVID-19-pandemin tydliggjorde dessa utmaningar när industrier tvingades att snabbt ställa om produktionen. Genom att kombinera tre innovativa angreppssätt—programvaruproduktlinjer, modellbaserad utveckling och DevOps—stärker vi kommunikationen, möjliggör tidig testning och effektiviserar utvecklingsprocesser. Resultatet är kortare utvecklingstider och lägre kostnader samtidigt som systemens kvalitet och anpassningsförmåga förbättras.