Hoppa direkt till innehållet
printicon
Huvudmenyn dold.

Tillämpad optik

Forskargrupp Förbränningsdiagnostik, andningsgasanalys och kemisk avbildning.

Känslig detektion och noggrann kvantifiering av atomer och molekyler i gasfas är en viktig aspekt inom många naturvetenskapliga och industriella grenar. I forskningsgruppen tillämpad optik utvecklar vi nya laserbaserade spektroskopiska tekniker och optiska sensorer samt bedriver tvärvetenskaplig forskning inom områden energiteknik och medicinsk vetenskap.

In situ real-tid förbränningsdiagnostik

I strävandet mot ett mer hållbart samhälle kan termokemiskt omvandling av biomassa av rester från skog och jordbruk samt avfall ersätta fossila bränseln 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 and F. M. Schmidt, TDLAS-based photofragmentation spectroscopy for detection of K and KOH in flames under optically thick conditions, Optics Letters 45, 5230-5233 (2020),  https://doi.org/10.1364/OL.400614

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

Real-tid 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

Combustion and Flame, Elsevier 2022, Vol. 237
Sepman, Alexey; Thorin, Emil; Ögren, Yngve; et al.
Applied Sciences, MDPI 2021, Vol. 11, (19)
Qu, Zhechao; Fatehi, Hesameddin; Schmidt, Florian
Optics Express, The Optical Society 2021, Vol. 29, (26)
Thorin, Emil; Zhang, Kun; Valiev, Damir; et al.
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 : 221-238
Schmidt, Florian M.; Metsälä, Markus; Apolonski, Alexander; et al.
Breathborne biomarkers and the human volatilome, Elsevier 2020 : 43-62
King, Julian; Mochalski, Pawel; Teschl, Gerald; et al.
Optics Letters, Optical Society of America 2020, Vol. 45, (18) : 5230-5233
Thorin, Emil; Schmidt, Florian M.
Journal of Breath Research, Institute of Physics Publishing (IOPP) 2019, Vol. 13, (2)
Ghorbani, Ramin; Schmidt, Florian M.
Optics Express, Optical Society of America 2019, Vol. 27, (13) : 17940-17953
Zhao, Gang; Hausmaninger, Thomas; Schmidt, Florian M.; et al.
Optics Express, Optical Society of America 2019, Vol. 27, (21) : 29521-29533
Lu, Chuang; Vieira, Francisco Senna; 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.
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.
Combustion and Flame, Elsevier 2018, Vol. 196 : 351-363
Fatehi, Hesameddin; Schmidt, Florian M.; Bai, Xue-Song
Applied physics. B, Lasers and optics (Print), Springer Berlin/Heidelberg 2018, Vol. 124, (8)
Henderson, Ben; Khodabakhsh, Amir; Metsälä, Markus; et al.
Frontiers in Physiology, Frontiers Media S.A. 2018, Vol. 9
Ghorbani, Ramin; Blomberg, Anders; Schmidt, Florian M.
Abstracts of Papers of the American Chemical Society, Vol. 254
Boman, Christoffer; Öhman, Marcus; Broström, Markus; et al.
Energy & Fuels, Washington: American Chemical Society (ACS) 2017, Vol. 31, (10) : 11328-11336
Ögren, Yngve; Sepman, Alexey; Qu, Zhechao; et al.
Optics Express, Optical Society of America 2017, Vol. 25, (11) : 12743-12752
Ghorbani, Ramin; Schmidt, Florian M.
Applied physics. B, Lasers and optics (Print), Springer 2017, Vol. 123, (5)
Ghorbani, Ramin; Schmidt, Florian M.
Proceedings of the Combustion Institute, Elsevier 2017, Vol. 36, (3) : 4541-4548
Sepman, Alexey; Ögren, Yngve; Qu, Zhechao; et al.
Environmental Science and Pollution Research, Vol. 23, (8) : 8141-8159
Weidemann, Eva; Andersson, Patrik L.; Bidleman, Terry; et al.
Photonics Letters of Poland, Vol. 8, (4) : 110-112
Rutkowski, Lucile; Johansson, Alexandra C.; Valiev, Damir; et al.
Analytical Chemistry, American Chemical Society (ACS) 2016, Vol. 88, (7) : 3754-3760
Qu, Zhechao; Steinvall, Erik; Ghorbani, Ramin; et al.
Optics Express, Vol. 23, (12) : 16492-16499
Qu, Zhechao; Ghorbani, Ramin; Valiev, Damir; et al.
Applied physics. B, Lasers and optics (Print), Vol. 119, (1) : 45-53
Qu, Zhechao; Schmidt, Florian M.
Optics Express, Vol. 22, (11) : 13889-13895
Abd Alrahman, Chadi; Khodabakhsh, Amir; Schmidt, Florian M.; et al.
Journal of Breath Research, Vol. 7, (1)
Schmidt, Florian; Vaittinen, Olavi; Metsälä, Markus; et al.
Current Analytical Chemistry, Vol. 9, (3) : 463-475
Vaittinen, Olavi; Schmidt, Florian M.; Metsälä, Markus; et al.
Journal of Breath Research, Bristol, UK: Institute of Physics Publishing (IOPP) 2011, Vol. 5, (4)
Schmidt, Florian M.; Metsälä, Markus; Vaittinen, Olavi; 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.