"False"
Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.

Bild: Florian Schmidt

Tillämpad optik

Forskargrupp Förbränningsdiagnostik, andningsgasanalys och kemisk avbildning.

Känslig detektion och noggrann kvantifiering av ämnen är viktig inom många naturvetenskapliga oh tekniska områden, samt i industrin. I forskningsgruppen tillämpad optik utvecklar vi nya laserbaserade spektroskopiska tekniker och använder dem för att bedriver tvärvetenskaplig forskning inom områden som energiteknik, livsvetenskap och medicinsk diagnostik. Fokus ligger på snabba in situ mätningar av spårgaser och biomolekyler.

Förbränningsdiagnostik

I strävandet mot ett mer hållbart samhälle kan termokemiskt omvandling av biomassa av rester från skog och jordbruk samt avfall ersätta fossila bränslen i kraftvärmeverk och vid produktion av transportbränslen så väl som kemikalier. Snabb in situ-diagnostik behövs för att bättre förstå, optimera och kontrollera förbränning och förgasning av biomassa. Våran grupp fokusera på utveckling av metoder för detektion av huvudämnena, gastemperatur, sot och oorganiska föreningar, såsom kalium.

Utvalda publikationer

1. E. Thorin, K. Zhang, D. Valiev, F. M. Schmidt, Simultaneous detection of K, KOH, and KCl in flames and released from biomass using photofragmentation TDLAS, Optics Express 29, 42945-42961 (2021), https://doi.org/10.1364/oe.446725

2. A. Sepman, Y. Ögren, Z. Qu, H. Wiinikka, F. M. Schmidt, Real-time in situ multi-parameter TDLAS sensing in the reactor core of an entrained-flow biomass gasifier, Proceedings of the Combustion Institute 36, 4541-4548 (2017), https://doi.org/10.1016/j.proci.2016.07.011   

3. Z. Qu, E. Steinvall, R. Ghorbani, F. M. Schmidt, Tunable diode laser atomic absorption spectroscopy for detection of potassium under optically thick conditions, Analytical Chemistry 88, 3754–3760 (2016), https://doi.org/10.1021/acs.analchem.5b04610

4. Z. Qu, R. Ghorbani, D. Valiev, F. M. Schmidt, Calibration-free scanned wavelength modulation spectroscopy – application to H2O and temperature sensing in flames, Optics Express 23, 16492-16499 (2015), https://doi.org/10.1364/oe.23.016492

Snabb kemisk avbildning

Kemisk avbildning är ett viktigt verktyg inom livsvetenskap. Vi använder och vidareutvecklar mid-infraröd fototermisk mikroskopi för analys av levande celler och mikroorganismer. Vi använder även laserabsorptionsavbildning för karakterisering av gasformiga ämnen.

Utvalda publikationer

1. E. Paiva and F. M. Schmidt, Ultrafast widefield mid-infrared photothermal heterodyne imaging, Analytical Chemistry (2022), https://doi.org/10.1021/acs.analchem.2c02548 

Andningsgasanalys

Andningsgasanalys är ett växande forskningsområde som syftar till snabb, icke-invasiv detektering av biomarkörer i utandningsluften som är relevanta för diagnostik, fysiologi och toxikologi. Metoden har potential att revolutionera icke-invasiv individanpassad medicinsk diagnostik. Ytterligare forskning behövs för att utveckla analytiska tekniker för tillförlitlig kvantifiering av biomarkörmolekylerna och för att bättre förstå deras ursprung ner till cellulär nivå. Vår forskning fokuserar på realtidsanalys av små, gasformiga signalmolekyler, såsom kolmonoxid, och deras roll i andningssjukdomar.

Utvalda publikationer

1. R. Ghorbani and F. M. Schmidt, Fitting of single-exhalation profiles using a pulmonary gas exchange model – application to carbon monoxide, Journal of Breath Research 13 026001 (2019), https://doi.org/10.1088/1752-7163/aafc91

2. R. Ghorbani, A. Blomberg, F. M. Schmidt, Modeling pulmonary gas exchange and single-exhalation profiles of carbon monoxide, Frontiers in Physiology 9 927 (2018), https://doi.org/10.3389/fphys.2018.00927

3. R. Ghorbani and F. M. Schmidt, ICL-based TDLAS sensor for real-time breath gas analysis of carbon monoxide isotopes, Optics Express 25, 12743-12752 (2017), https://doi.org/10.1364/OE.25.012743                

4. F. M. Schmidt, O. Vaittinen, M. Metsälä, M. Lehto, C. Forsblom, P.-H. Groop, L. Halonen, Ammonia in breath and emitted from skin, Journal of Breath Research 7, 017109 (2013), https://doi.org/10.1088/1752-7155/7/1/017109

Vid Umeå universitet är gruppen associerad med Thermochemical Energy Conversion Laboratory (TEC-Lab) och samarbetar med institutionen för fysik och institutionen för folkhälsa och klinisk medicin. Samarbetspartners finns även vid RISE Energy Technology Center Piteå, Luleå tekniska universitet, Lund universitet, Helsingfors universitet, Tsinghua University, och inom forskningsmiljöerna Svenskt Förgasningscentrum och Bio4Energy.

Kontaktinformation

Tillämpad fysik och elektronik, TEC-Lab

KBC-huset, Linnaeus väg 6
901 87 Umeå

Besöksadress:                                                                                   

KBC-huset, KB.G7, Rum: 7.07.17                                                            

Former group members

Dr. Ramin Ghorbani, Scania, Sweden

Dr. Damir Valiev, Center for Combustion Energy, Tsinghua University, Beijing, China

Dr. Zhechao Qu, PTB Braunschweig, Germany

Research funding

Vetenskapsrådet - Swedish Research Council

Energimyndigheten- Swedish Energy Agency

Kempestiftelserna - The Kempe Foundations

SFO-Bio4Energy - Strategic Research Environment

Swedish Gasification Center

Länkar

Thermochemical Energy Conversion Laboratory 

Publikationer

Publications

Energy & Fuels
Mousavi, Seyed Morteza; Thorin, Emil; Schmidt, Florian; et al.
Analytical Chemistry, American Chemical Society (ACS) 2022, Vol. 94, (41) : 14242-14250
Maia Paiva, Eduardo; Schmidt, Florian
Proceedings of the Combustion Institute
Thorin, Emil; Sepman, Alexey; Ögren, Yngve; et al.
Proceedings of the 28th International Conference on the Impact of Fuel Quality on Power Production and the Environment
Thorin, Emil; Maia Paiva, Eduardo; Broström, Markus; et al.
Proceedings of the 28th International Conference on the Impact of Fuel Quality on Power Production and the Environment
Thorin, Emil; Alexey, Sepman; Broström, Markus; et al.
Combustion and Flame, Elsevier 2022, Vol. 237
Sepman, Alexey; Thorin, Emil; Ögren, Yngve; et al.
Optics Express, The Optical Society 2021, Vol. 29, (26)
Thorin, Emil; Zhang, Kun; Valiev, Damir; et al.
Applied Sciences, MDPI 2021, Vol. 11, (19)
Qu, Zhechao; Fatehi, Hesameddin; Schmidt, Florian
Journal of Breath Research, Institute of Physics Publishing (IOPP) 2020, Vol. 14, (4)
Ghorbani, Ramin; Blomberg, Anders; Schmidt, Florian M.
Breathborne biomarkers and the human volatilome, Elsevier 2020 : 43-62
King, Julian; Mochalski, Pawel; Teschl, Gerald; et al.
Breathborne biomarkers and the human volatilome, Elsevier 2020 : 221-238
Schmidt, Florian M.; Metsälä, Markus; Apolonski, Alexander; et al.
Optics Letters, Optical Society of America 2020, Vol. 45, (18) : 5230-5233
Thorin, Emil; Schmidt, Florian M.
2019 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe and European Quantum Electronics Conference (CLEO/EUROPE-EQEC)
Vieira, Francisco Senna; Lu, Chuang; Schmidt, Florian M.; et al.
Energy & Fuels, American Chemical Society (ACS) 2019, Vol. 33, (11) : 11795-11803
Sepman, Alexey; Ögren, Yngve; Qu, Zhechao; et al.
Optics Express, Optical Society of America 2019, Vol. 27, (21) : 29521-29533
Lu, Chuang; Vieira, Francisco Senna; Schmidt, Florian M.; et al.
Conference on Lasers and Electro-Optics
Lu, Chuang; Vieira, Francisco Senna; Schmidt, Florian M.; et al.
Optics Express, Optical Society of America 2019, Vol. 27, (13) : 17940-17953
Zhao, Gang; Hausmaninger, Thomas; Schmidt, Florian M.; et al.
Journal of Breath Research, Institute of Physics Publishing (IOPP) 2019, Vol. 13, (2)
Ghorbani, Ramin; Schmidt, Florian M.
Optics InfoBase Conference Papers
Rutkowski, Lucile; Johansson, Alexandra C.; Khodabakhsh, Amir; et al.
Combustion and Flame, Elsevier 2018, Vol. 196 : 351-363
Fatehi, Hesameddin; Schmidt, Florian M.; Bai, Xue-Song
Frontiers in Physiology, Frontiers Media S.A. 2018, Vol. 9
Ghorbani, Ramin; Blomberg, Anders; Schmidt, Florian M.
Applied physics. B, Lasers and optics (Print), Springer Berlin/Heidelberg 2018, Vol. 124, (8)
Henderson, Ben; Khodabakhsh, Amir; Metsälä, Markus; et al.
Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, Vol. 205 : 213-219
Rutkowski, Lucile; Foltynowicz, Aleksandra; Schmidt, Florian M.; et al.
Combustion and Flame, New York: Elsevier 2018, Vol. 188 : 488-497
Qu, Zhechao; Holmgren, Per; Skoglund, Nils; et al.
2017 Conference on Lasers and Electro-Optics Europe & European Quantum Electronics Conference (CLEO/Europe-EQEC)
Rutkowski, Lucile; Johansson, Alexandra C.; Khodabakhsh, Amir; et al.
Abstracts of Papers of the American Chemical Society, Vol. 254
Boman, Christoffer; Öhman, Marcus; Broström, Markus; et al.
Nordic Flame Days 2017, 10-11 October, Stockholm
Qu, Zhechao; Holmgren, Per; Skoglund, Nils; et al.
8th International Conference on Applied Energy (ICAE2016), Elsevier 2017 : 4648-4654
Fatehi, Hesameddin; Qu, Zhechao; Schmidt, Florian M.; et al.
Energy & Fuels, Washington: American Chemical Society (ACS) 2017, Vol. 31, (10) : 11328-11336
Ögren, Yngve; Sepman, Alexey; Qu, Zhechao; et al.

Forskningsledare

Florian Schmidt
Universitetslektor
E-post
E-post
Telefon
090-786 76 11

Översikt

Medverkande institutioner och enheter vid Umeå universitet

Institutionen för tillämpad fysik och elektronik

Forskningsområde

Energiteknik, Fysik, Medicinsk teknik
Ultrasnabb fototermisk avbildning

Nya medel för inköp av utrustning för utveckling av mid-infraröd fototermisk mikroskopi.

Senast uppdaterad: 2023-01-26