Niels Asger Mortensen

Niels Asger Mortensen, Danmarks Tekniske Universitet

Fagområde

Nanoteknologi, optik, bioteknologi

Kort beskrivelse af projektet

Mikrofluide lab-on-a-chip systemer muliggør bl.a. kemiske studier af meget begrænsede prøvemængder (ned til 1 picoliter = 0,000000000001 liter) indeholdende meget lave koncentrationer af f.eks. biomolekyler. Lysstudier (som f.eks. absorption) har altid været vidt anvendte inden for analytisk kemi, men implementeringen af optiske metoder i lab-on-a-chip systemer er fortsat en stor forskningsmæssig udfordring. I et mikrosystem har lyspartiklerne – lidt forenklet – alt for kort tid til at vekselvirke effektivt med biomolekylerne, der dermed giver anledning til kun meget svage optiske signaturer. Formålet med forskningsprojektet er at studere potentialet af f.eks. langsomt lys i fotoniske krystaller til at forstærke de optiske signaturer af biomolekyler.

De forskningsmæssige udfordringer og perspektiver

I det daglige opfatter vi lys som stråler uden bølgeegenskaber, bl.a. fordi bølgelængden af synligt lys kun er omkring 600 nanometer. Projektet søger mod at udnytte lysets bølgeegenskaber, og udfordringen består i at udforske og drage aktivt nytte af bl.a. bølgeinterferens-fænomener og polarisationseffekter i komplekse, kunstigt skabte strukturer. En anden mere praktisk udfordring bliver de konkrete beregninger, hvor brugen af supercomputing faciliteter må forudses.

Hvad er de langsigtede perspektiver?

På lang sigt er perspektiverne, at man optisk kan måle på selv meget lave koncentrationer af bio-molekyler, og ultimativt vil grænsen selvfølgelig være enkelt-molekyle studier. Endvidere vil projektet potentielt kunne føre til nye og/eller forbedrede optiske målemetoder og dermed tilføje ekstra led til kvalitetssikringen i f.eks. produktionen af farmaceutiske produkter. Måling af såkaldte ’kirale’ molekyler er et godt eksempel på, hvordan molekyler med omvendt kiralitet i bedste fald kan være uhensigtsmæssige og i værste fald dødbringende!

Hvordan forholder projektet sig til områdets internationale udvikling?

Optofluidics er opstået som et nyt ’ægteskab’ mellem optik og mikrofluidik, og et internationalt felt er i dag under hastig etablering og udvikling. Min forskningsgruppe har for nyligt bl.a. foreslået anvendelsen af langsomt lys inden for lab-on-a-chip systemer. Effekten forsøges for tiden eftervist i samarbejde med anerkendte nationale og internationale eksperimentelle grupper i bl.a. Australien og Tyskland.

Hvordan vil du anvende Det Frie Forskningsråds Ung Eliteforskerpris?

Prisen er en stærk motivationsfaktor for mig og min gruppes videre forskning. Økonomisk giver prisen råderum til f.eks. at invitere udenlandske top-forskere og selv deltage i internationale konferencer og andre aktiviteter i ind- og udland, herunder vekselvirkninger med eksperimentelt orienterede grupper.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Interessen for optofluidics er et resultat af en længere vandring. Efter mit teoretiske ph.d.-arbejde inden for mesoskopisk fysik, valgte jeg lidt utraditionelt at tage udfordringen op som privatansat forsker. En ansættelse i Crystal Fibre A/S (et NKT udviklingsselskab) førte til et emneskift hen imod optik og særligt den teoretiske beskrivelse af optiske fibre baseret på fotoniske krystalkoncepter. Senere førte vejen tilbage til DTU, hvor jeg i en kort årrække arbejdede med den teoretiske beskrivelse af mikrofluide fænomener i lab-on-a-chip systemer. Min aktuelle forskning forener mine interesser for både optik og det mikrofluide. Med optofluidics er der interessante udfordringer og muligheder for at bidrage til spændingsfeltet imellem nanofysik og bioteknologi, der forventes at blive et centralt forskningstema i det 21. århundrede.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er 34 år og opvokset ved Fuglebjerg nær Sorø. Mit forskningsarbejde optager meget af min tilværelse, men heldigvis er det i konkurrence med min familie og de mange glæder, som min hustru og jeg har med vores fælles to børn. Fritiden fordriver jeg bl.a. med kulinariske sysler, og vores ferier går som regel til Alperne om vinteren, og om sommeren opsøger vi gerne de vinproducerende regioner i Europa. Mere information på www.mic.dtu.dk/nam. 

——————————

Forskningsrådet for Teknologi og Produktions begrundelse for tildeling af prisen

Niels Asger Mortensen er 34 år og modtog i 2001 ph.d.-graden fra Danmarks Tekniske Universitet på en teoretisk afhandling om Coulomb effekter i elektroniske kvantestrukturer. Derefter arbejdede han i start-up virksomheden Crystal Fibre A/S, hvor han var med til at udvikle teorien for og analysere og designe en ny type optiske fibre baseret på båndgabseffekter. I 2004 vendte han tilbage til Danmarks Tekniske Unviersitet (DTU) og er i dag ansat som lektor ved Institut for Mikro- og Nanoteknologi (MIC), hvor han også er leder af gruppen for opto-fluidikteori og simulering. Niels Asger Mortensen modtog i 2006 dr. techn.-graden fra DTU efter succesfuldt at have forsvaret en doktorafhandling om mikrostrukturerede, optiske fibre. Til trods for sin unge alder har Niels Asger Mortensen allerede forsket inden for en række forskellige emner og bidraget til disse med en lang række originale tidsskriftsartikler. Udover mikrostrukturerede, optiske fibre og mange-legeme effekter i elektronstrukturer interesserer han sig således også for bl.a. mikro-fluidik, opto-fluidik, mikrolasere og senest metamaterialer. Niels Asger Mortensens arbejde er blevet anerkendt med bl.a. European Optics prize (2004) og Statoilprisen (2007). I det forskningsprojekt, som Forskningsrådet for Teknologi og Produktion støtter, vil Niels Asger Mortensen udvikle teoretiske metoder til at undersøge den optiske vekselvirkning med og detektion af kirale molekyler. Specielt vil nye typer strukturerede materialer, som muliggør en forøget følsomhed, blive undersøgt. Dette er et område med vigtige anvendelser inden for f.eks. medicinalindustrien.

——————————

Yderligere oplysninger om projektet

Niels Asger Mortensen. Telefon: 4525 5724, 2613 7409 (mobil); e-post:

Yderligere oplysninger om baggrunden for prisen

Formand for Forskningsrådet for Teknik og Produktion, professor Marcel A.J. Somers. Telefon: 4525 2250, e-post:

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Theory of chiral-liquid optofluidics for lab-on-a-chip applications in bio-chemistry and pharmacology

Bevilling fra Forskningsrådet for Teknik og Produktion

2.106.000 kr.

Ansættelsessted

MIC – Institut for Micro- og Nanoteknology, NanoDTU, Danmarks Tekniske Universitet

Forskningsprojektet udføres på

MIC – Institut for Micro- og Nanoteknology, NanoDTU, Danmarks Tekniske Universitet