Cathrine Frandsen

Odense, Esbjerg Gymnasium, Københavns Kommune

Fagområde

Nano-fysik

Forskningsprojekt

Hvordan nanopartikler ændrer egenskaber i takt med at de sætter sig sammen.

Kort beskrivelse af projektet

Det siges ofte, at nanopartikler (krystaller, der er få nanometre store) har andre egenskaber end de tilsvarende makroskopiske materialer. Og ofte beskrives disse egenskaber som nye og fantastiske, for eksempel til magnetiske, mekaniske eller katalytiske materialer, andre gange som muligvis farlige, som vi til dels kender det fra partikler i dieseludstødning og cigaretrøg. Men isolerede nanopartikler er faktisk en sjældenhed udenfor fysiklaboratorierne. Særligt i væske vil de have tendens til at sætte sig sammen (selvorganisere, aggregere). Hvordan påvirker det deres egenskaber? Er de fantastiske nanoegenskaber stadig de samme? Eller bliver de ændret, for eksempel til almindelige makroskopiske egenskaber? Og hvis det forholder sig sådan, kan det så alligevel i nogle sammenhænge være en fordel, fordi aggregater har andre anvendelsesmuligheder, eller fordi de ikke er så potentielt farlige - at inhalere, for eksempel. Der er endnu ikke en god grundvidenskabelig forståelse af, hvordan partiklernes egenskaber ændres. Ikke desto mindre synes det meget relevant at undersøge, især i en tid, hvor nanopartikler ofte tænkes brugt som byggesten for større funktionelle strukturer, og hvor de inkorporeres i mange nye teknologiske produkter.

De forskningsmæssige udfordringer og perspektiver

Jeg arbejder med at forstå, hvordan og under hvilke forhold nanopartikler i væske sætter sig sammen (selvorganiserer), samt med at forstå hvordan de fysiske egenskaber ændrer sig i takt med dette. Jeg ønsker at bidrage til at klarlægge, hvorvidt aggregerede nanopartikler har egne egenskaber, der afviger fra det nanoskopiske og makroskopiske.

Hvad er de langsigtede perspektiver?

Kontrol over nanopartiklers selvorganisering samt deres egenskaber er vigtig i så forskellige sammenhænge som at designe nye materialer og som at håndtere distributionen af partikler i vores vandmiljø.

Hvordan forholder projektet sig til områdets internationale udvikling?

Nanopartikler og deres egenskaber har stor bevågenhed internationalt. Endnu er der ikke så mange, der systematisk beskæftiger sig med, hvordan de fysiske egenskaber ændrer sig i takt med at partiklerne aggregerer. Jeg samarbejder med forskere fra Berkeley i USA om selvorganisering af partiklerne, blandt andet med J.F. Banfield, som er en førende kapacitet indenfor feltet. Med hensyn til at studere magnetisme i aggregerede nanopartikler er mine danske kolleger og jeg med i front.

Hvordan opstod din interesse for netop dette forskningsfelt?

Jeg er fascineret af at man kan gro bitte små krystaller og bruge dem som byggesten til større strukturerer.

Hvilke muligheder giver pengene fra Ung Eliteforskerprisen dig?

Jeg er ved at opbygge et laboratorium på Institut for Fysik, DTU, så dér gør pengene stor gavn til indkøb af udstyr. Desuden muliggør pengene, at jeg endnu en gang kan tage på et længerevarende ophold ved University of California Berkeley.

Lidt om mennesket bag forskeren

Jeg er 34 år og gift med fysiker Jesper Nygård. Vi har to børn Liv og Johan på hhv. et halvt og to et halvt år. Vi rejser en del. Derudover har jeg et atelier, hvor jeg, når tiden tillader det, maler og udstiller. 

Fødested, gymnasium og bopælskommune

Født i Odense, student fra Esbjerg Gymnasium og bopæl i Københavns Kommune.

Forskningsrådets begrundelse for tildeling af prisen

Cathrine Frandsen er 34 år og ph.d. fra DTU i 2004. Hun er ansat som postdoc. ved DTU finansieret af Forskningsrådet for Teknologi og Produktion. Hun har en flot publikationsliste med 19 publikationer i førende tidskrifter, heraf 8 som førsteforfatter, blandt andet i toptidsskriftet ”Physical Review Letters”. Cathrine er citeret mere end 200 gange og har stærke anbefalinger fra blandt andet DTU, Cambridge og Berkeley. Cathrine har desuden holdt to inviterede foredrag ved store internationale konferencer og udøvet en betydelig formidlingsvirksomhed.

        Projektet sigter på at undersøge in-situ, hvorledes nanopartikler opslemmet (i væsker) samler sig til større enheder samt at forstå, hvordan disses fysiske egenskaber ændrer sig i takt med dette. Det er særligt vigtigt at undersøge, hvordan orientering i grænselag påvirker det aggregerede systems egenskaber og dermed klarlægge, hvorvidt aggregerede nanopartikler har egenskaber ”blot” som makroskopiske partikler eller om de opnår nye egenskaber. Kontrol over nanopartiklers selvorganisering og egenskaber er vigtig i forhold til at håndtere distributionen af partikler i vores vandmiljø og for at designe nye materialer.

        Rådet har på den baggrund valgt at indstille Cathrine Frandsen som modtager af Det Frie Forskningsråds pris som Ung Eliteforsker 2008.

Yderligere oplysninger om projektet

Cathrine Frandsen. Telefon: 4525 3167 (kontor), 3834 2123 (hjemme), 2057 7921 (mobil); e-mail:

Yderligere oplysninger om baggrunden for prisen

Formand for Forskningsrådet for Natur og Univers, professor Jes Madsen. Telefon: 8942 3670, e-mail:

Forskningsprojektets videnskabelige titel

Fysiske principper for selvorganiserede materialer

Bevilling fra Forskningsrådet for Natur og Univers

4.050.000 kr.

Ansættelsessted

Danmarks Tekniske Universitet, Institut for Fysik

Forskningsprojektet udføres på

Danmarks Tekniske Universitet, Institut for Fysik