– De første legoklossene er plassert i arbeidet mot å bygge det store legohuset, sier Thomas Just Sørensen, førsteamanuensis ved kjemisk institutt ved Københavns Universitet.

Målet er selvmonterende molekylær elektronikk, som kan bli til billige solceller og dataskjermer. Sørensen og kollegene hans har kommet ett skritt nærmere.

– Vi kan lage nærmest hva som helst: molekyler som gjør lys om til strøm – eller omvendt. Det styrer vi ved å helle ned en oppløsning over en overflate, sier Sørensen, som har utført forskningen med en gruppe doktorgradsstudenter og førsteårsstudenter ved Københavns Universitet.

Molekyler som lego

Målet er at molekylene skal organisere seg selv, uten innblanding utenfra. Lego-huset skal altså bygge seg selv, uten at vi rører klossene.

Men først må forskerne ha noen klosser å bygge med. Det de gjør i praksis, er å helle en blanding av kjemikalier ut på en glassplate. Nøkkelen er at det oppstår en orden, sier Sørensen.

Hvis molekylene ikke er ordnet, betyr det at legoklossene ligger hulter til bulter, og da kan vi ikke bruke dem til noe.

Det har vært en stor utfordring som forskerne fra Københavns Universitet har arbeidet med. Nå har de nådd et gjennombrudd.

– Vi har klart vi å utvikle en enkel teknikk der forskjellige molekyler legger seg på en måte vi kan forutsi, sier Sørensen.

Såpe skal skape elektronikk

Og hvordan får de det til? Svaret er såpe. Såpen skaper nemlig en stabil struktur som får molekylene til å ordne seg. Forskerne vet hvor molekylene er og hva som havner over og under.

– Disse såpemolekylene fungerer som bløtkakebunner. Hvis du fjerner bunnen, blir bløtkaken bare noe søl. Såpen er en stabil bunn som skaper orden, forteller Sørensen.

Forskerne eksperimenterte med forskjellige såper, oppvaskmidler og vaskepulvere de fant i vanlige matbutikker. Til slutt fant de en som var perfekt.

– Det er fantastisk å kunne designe et system med så høy orden uten å bruke kompliserte metoder, sier han.

Et fremtidsprosjekt

Oppdagelsen høster også ros fra Mikael Madsen, doktorgradsstudent i nanoteknologi ved Aarhus Universitet.

– De har sett i litteraturen og hva andre har gjort før, og så har de funnet en ny måte å ordne molekyler på. Det er veldig imponerende, sier han.

Men selv om molekylene nå ligger ordnet, er det fortsatt mye som gjenstår. Et av målene er å lage solceller, men den selvbyggende molekylblandingen kan ennå ikke generere strøm.

Oppdagelsen kan likevel bli viktig.

– Det er mange som forsker på disse tingene, og kanskje noen kan kombinere dette med andre teknikker. Til syvende og sist kan det bli en del av løsningen på fremtidens utfordringer, sier Madsen.

Thomas Just Sørensen og studentene hans fortsetter arbeidet.

– Nå skal vi bruke et par år på å forstå hvordan det faktisk virker. Målet er å kunne legge inn et funksjonelt molekyl, slik at man kan lage en skjerm eller en solcelle, uten alle de avanserte maskinene vi må bruke i dag, sier Sørensen.

Referanse:

Dr. Marco Santella m.fl.: Template-Guided Ionic Self-Assembled Molecular Materials and Thin Films with Nanoscopic Order. ChemNanoMat, august 2015. DOI: 10.1002/cnma.201500064.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

NASA har vært veldig glad i borrelåsen. Den har gjort det mulig å feste saker og ting på vegger som ellers ville flytt rundt i de nesten vektløse forholdene i verdensrommet.

Hvis du ikke kan feste drikkeflasken din, tannbørsten eller hva det nå skulle være, kan det fort skape trøbbel. Du kan miste ting, eller de kan flyte rundt og skape  problemer for andre på romstasjonen.

Den italienske ESA-astronauten Umberto Guidoni kaller borrelås og gaffateip blant de viktigste oppfinnelsene som brukes i verdensrommet.

Mange tror at NASA fant opp borrelåsen, siden den har vært så viktig for hverdagslivet i verdensrommet siden Apollo-programmet.

• Les også: NASA sender ut solseil

Men borrelåsen ble faktisk oppfunnet av den sveitsiske ingeniøren Georges de Mestral i 1955. Han kalte oppfinnelsen for Velcro, en sammensetning av ordene «velvet» og «crochet», ifølge en artikkel om borrelåsens historie i Time Magazine.

Nå jobber NASA med noe som kanskje kan erstatte borrelåsen i verdensrommet, i hvert fall på noen bruksområder.

Gekko-grep

Foreløpig kaller de oppfinnelsen for Gekko Gripper, og den består av en plate som kan festes på flate områder.

Borrelåsen består av et stykke med små kroker og et annet stykke med masse små løkker. Gekko-festene trenger ikke et eget feste-område.

• Les også: God gammel gekko

Oppfinnelsen er inspirert av gekkoens føtter. Denne lille øglen kan klatre opp vertikale vegger og sitte i taket. De har ikke lim under føttene, selv om det kan se sånn ut.

En del av gekkoenes festeevne kommer fra millioner av små hår under føttene. Når gekkoen går på veggen, sitter føttene fast delvis på grunn av det som kalles Van der Waals-krefter.

Dette er en svak tiltrekning eller frastøtning mellom molekyler. Her kan du lese mer om Van der Waals-krefter. Tiltrekningen er veldig svak, men gekkoen kan likevel bruke den.

Van der Waals-kraften virker mellom molekylene i millioner av hår på gekkoens fire føtter og underlaget. Da blir det nok tiltrekning til å holde gekkoen fast, selv når den henger opp-ned. De har også spesielle måter å løfte tærne sine på, slik at de kan svekke tiltrekningen når de skal løfte foten.

NASA mener de har funnet en måte å ape etter gekko-føttene.

Kan holde 16 kilo

Systemet består av gummiaktige plater som sitter på en skinne. Disse platene har også massevis av bittesmå «hår» på undersiden.

Når platene settes rett ned på en overflate, blir de ikke klistret fast. Da rører bare tuppen av hårene overflaten. Men når de sitter inntil underlaget og dyttes til side, vil hårene bøye seg, og det blir et mye større overflateområde på gekko-matten som er i kontakt med underlaget.

Da virker Van der Waals-kreftene mye sterkere, og platen sitter fast. NASA-ingeniørene mener den siste versjonen kan holde opptil 16 kilo (eller 150 Newton).

Hvis du vil se mer om hvordan platen fungerer, kan du se PR-videoen til NASA under.

Foreløpig har dette systemet holdt på klebrigheten i alle mulige slags forhold, også i vakuum. Ingeniørene ser for seg at materialet kan brukes på robot-føtter som kan klatre opp vegger.

NASA er ikke de eneste som prøver å bruke gekko-metoder. Et produkt kalles Geckskin, og har blitt utviklet av blant annet det amerikanske militær-forskningsinstituttet DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency).

Spørsmålet er om noen av disse systemene vil komme på det vanlige forbruker-markedet en dag, og om det kan bli like nyttig som borrelåser har vist seg å være.

Rådet er nå ferdig med sin gjennomgang av bioteknologiloven, og tirsdag ble konklusjonene overlevert til helseminister Bent Høie (H) i Arendal.

En klar svakhet i dagens lov er at den kun regulerer gentester som foretas innenfor helsevesenet, mener Bioteknologirådets leder Kristin Halvorsen. Hun mener det nå er nødvendig å regulere også de aktørene som er utenfor helsevesenet.

– Genteknologi og gentester blir et stadig større tilbud, per postordre, sier hun til NTB.

Går til Stortinget

Noen grunnleggende regler må gjelde, mener Halvorsen. Det bør for eksempel ikke være lov å genteste andre enn seg selv. Og hvis foreldre skal få lov til å teste sine barn, må det være knyttet en helsegevinst til det. Som hovedregel bør barna få ta et selvstendig valg om gentesting når de blir gamle nok til det.

Anbefalingen er én av flere fra Bioteknologirådet det siste året. Nå går saken videre til regjeringen, som så skal legge fram en stortingsmelding om saken.

Halvorsen er spent på hvilke råd politikerne vil lytte til.

– Jeg er rimelig sikker på at de forslagene vi kommer med når det gjelder bedre rettsvern mot ufrivillig gentesting, vil være et viktig politisk tema. Jeg er også rimelig sikker på at det ikke vil bli åpnet for surrogati i Norge, sier Halvorsen.

Andre spørsmål er hun mer usikker på. Spesielt spørsmål om eggdonasjon og tilbud til enslige framstår for henne som politisk kontroversielle.

Ønsker etisk debatt

Et viktig formål med rådets arbeid har vært å piske opp en etisk samfunnsdebatt om bioteknologi i Norge. Det mener helseministeren at rådet har lyktes med.

– De har jobbet veldig godt med denne saken og klart å involvere folk i diskusjonene. Rådene går i litt ulike retninger, men det er helt naturlig, sier Høie til NTB.

Lovreguleringene på feltet må forankres i befolkningen, mener han.

– Forankring skaper vi kun gjennom en åpen, reflektert diskusjon om disse spørsmålene. Dette er veldig sjelden spørsmål som du kan ha en svart/hvitt-holdning til, sier Høie.

Et spørsmål som alltid går igjen i diskusjonene, er hvor meningsfullt det er å sette foten ned for tilbud som er tillatt i andre land, påpeker Halvorsen. Men her er Bioteknologirådets oppfatning klar.

– Vi er veldig tydelige på at vi må ha en selvstendig debatt i Norge og regulere det på vår egen måte.

Hurtig utvikling

I året som har gått, har rådet fortløpende kommet med uttalelser i 20 saker. Alt fra eggdonasjon og surrogati til gentesting uten samtykke og spørsmål om genmodifiserte landbruksvarer.

I forordet til evalueringsrapporten skriver Halvorsen at arbeidet har vært krevende. Temaene har ofte ført til at rådet delte seg og endte med å komme med uttalelser fra flertall og mindretall.

Samtidig er den teknologiske utviklingen svært rask. Det som før var fjerne framtidsscenarioer, rykker nærmere. Så sent som i vår publiserte kinesiske forskere en artikkel om hvordan de hadde klart å genmanipulere menneskelige embryoer, påpeker Halvorsen.

– Når du gjør endringer som går videre til neste generasjon, så endrer du noe du ikke fullt ut har oversikt over.

Miljøgifter finnes i alt fra industri til forbruksvarer. De havner i miljøet og transporteres i vann, luft og dyr.

Ny bruk av miljøgiften PCB ble forbudt i 1980, men stoffet finnes fortsatt i en del gamle produkter og materialer. Miljøgiftene vi får i oss stammer altså fra disse gamle utslippene. 

Spørsmålet er hvordan vi beregner en persons eksponering for miljøgifter, hvor lang tid det tar å bli kvitt PCB-er i kroppen og hvor mye PCB en person har fått i seg i løpet av livet. 

Hittil er dette beregnet via statistiske analyser. Det nye nå er at forskere har klart å bruke en modell til faktisk å forutsi hvor mye miljøgift en person har i kroppen og hva som skjer med den i kroppen. 

Modellerer gift på ulike stadier i livet

Grunnen til at den nye modellen anses som så lovende, er at den kan gi svar på giftkonsentrasjoner både i fortid og fremtid. 

Prosjektet benytter målinger av PCB-er i norske kvinner som har deltatt i studiene «Miljøgifter i svangerskapet og i ammeperioden» og «Kvinner og kreft». Den førstnevnte studien inkluderer gravide kvinner i Nord-Norge, den sistnevnte omfatter postmenopausale kvinner fra hele Norge.

– Når simuleringsmodellen fôres med informasjon fra kvinnenes spørreskjema – som fødselsår, kostholdsvaner, barnefødsler og amming – får vi ut hvilke konsentrasjoner av PCB vi kan forvente å finne i enkeltpersonene, sier postdoktor ved NILU Therese Haugdahl Nøst.

Det gjør at forskerne kan sammenligne statistiske analyser av giftkonsentrasjoner i enkeltpersoner med hver enkelts faktiske målinger. 

Sammenlikner modell og virkelighet

Seniorforsker ved NILU Knut Breivik står bak det nye simuleringsverktøyet. Det er utviklet i tett samarbeid med forskere fra Stockholm og Toronto.

– Vi vil gjerne forstå sammenhenger mellom kilder til miljøgifter og hvordan mennesker og miljø blir eksponert for disse. Derfor er det viktig å sjekke at beregningene stemmer overens med virkeligheten, forklarer han. 

Forskerne har derfor sammenliknet modellens beregnede blodkonsentrasjoner med de reelle målte verdiene i kvinnenes blodprøver. Det viser seg at modellberegningen treffer riktig konsentrasjonsområde og klarer også grovt sett å skille mellom enkeltpersoner.

Tar høyde for livsstil

Forsøk med statistikk alene har vist gode beregninger av PCB-konsentrasjoner i mennesker. Simuleringsmodellen tar imidlertid også høyde for ulike livsstilsfaktorer.

– Statistiske analyser klarer ikke nødvendigvis å identifisere en direkte årsakssammenheng, og i noen sammenhenger ligger det noe annet bak. For eksempel, at vi finner en statistisk sammenheng mellom utdanning og nivåer av PCB i kroppen. Men det betyr ikke at folk blir forgiftet av å lese bøker, forklarer Therese Nøst.

– Den typen modell vi nå jobber med, er fundamentalt forskjellig fra statistiske tilnærminger fordi vi forsøker å bruke modellen til å beskrive og forklare molekylenes vandring fra det øyeblikk de blir produsert, helt til de havner i menneskekroppen. Slike øvelser er viktige for å teste om modellberegningene er realistiske, sammenliknet med reelle målinger. Fra før har vi funnet ut at sammenlikninger mellom modellen og målinger stemmer for andre dyr og prøvematerialer, men nå har vi vist at modellenes estimater også kan stemme for blodprøver fra enkeltpersoner, sier Nøst.

Analysene avslører også mangler ved modellberegningene. – For eksempel bør vi ta hensyn til inntak av måkeegg fordi kvinner som spiser måkeegg har høyere miljøgiftnivåer i kroppen enn det modellen antyder.

Følger miljøgiftene tilbake i tid

På tross av at den nye simuleringsmodellen forenkler virkeligheten noe, så mener forskerne det er viktig at den realistisk kan simulere hvordan endringer i utslipp påvirker eksponering av PCB helt ned på individnivå.

Modellen beregner nemlig ikke bare miljøgiftkonsentrasjonen idet blodprøven blir tatt, men helt tilbake til da kvinnene ble født.

Førsteamanuensis og forsker Torkjel Sandanger ved NILU og UiT mener den nye modellens potensiale ligger i at den kan vise miljøgiftnivåer i en person tilbake i tid, basert på faktorer som alder og barnefødsler.

– Det er vanskelig å bedømme eksponering basert på én enkelt blodprøve, så modellen kan hjelpe oss å estimere tidligere eksponering. Det at modellen og målingene samsvarer er derfor av stor verdi, sier han. 

Referanse:

Nøst, TH. M fl. Estimating Time-Varying PCB Exposures Using Person-Specific Predictions to Supplement Measured Values: A Comparison of Observed and Predicted Values in Two Cohorts of Norwegian Women. Environmental Health Perspectives 2015. Sammendrag.

Vi mennesker har ganske lett for å holde balansen. Som regel klarer vi det helt uten å tenke. Men noen ting som er enkle for mennesker, er vanskelige for roboter. Spesielt de menneskeliknende robotene, som går på to bein, er klønete – noe som ble tydelig i robotkonkurransen DARPA Robotics Challenge.

Robotene har nemlig ikke de raske refleksene som kreves for å holde balansen. Det kan det kanskje blir en slutt på, mener forskere fra Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA. De har utviklet en robot på to bein som kalles Hermes, og den får noe som ligner menneskelige reflekser.

En person blir utstyrt med sensorer, motorer og en skjerm foran øynene. Dermed kan han styre roboten og få tilbakemeldinger fra den, fremgår det av en pressemelding fra MIT.

Opplagt til redningsroboter

Hvis roboten kommer ut av balanse, føler operatøren det på sin egen kropp, og han vil instinktivt sørge for å gjenopprette balansen.

– Teknologien kan bli viktig, sier Mikkel Rath Pedersen, som er robotforsker ved Aalborg universitet.

– Det er nytt at de bruker operatørens balanseevner. Den formen for kroppslig tilbakemelding har jeg ikke hørt om før.

Pedersen påpeker at det ikke er en virkelig robot, siden Hermes er fjernstyrt og ikke kan gjøre noe på egen hånd. Det heller ikke nødvendig, for målet er å kunne bidra i redningsoperasjoner, og da trenger den ikke være selvstyrende.

Gipsplater har ikke en sjanse

En redningsrobot skal kunne operere i katastrofeområder som er utilgjengelige eller farlige for mennesker, for eksempel på grunn av giftige gasser eller radioaktivitet. De må kunne skyve inn en dør uten å falle forover når den plutselig går opp.

Bare det å gå kan være en stor utfordring for en robot. Det er enda vanskeligere å utføre bevegelser med vekt bak, for eksempel å hamre løs på noe eller bruke verktøy.

Hermes kan slå seg gjennom en gipsplate uten å miste balansen – fordi den får tilbakemelding fra operatøren.

Robotene må kunne lære

Hermes er en dum robot som bare gjør det den får beskjed om fra operatøren. På sikt er det meningen at roboter skal bli mer selvstyrende og holde balansen selv.

– I første omgang handler det om redningsroboter. Men forskerne vil analysere dataene fra roboten for å utvikle et automatisk balansesystem, forteller Mikkel Rath Pedersen.

– Med maskinlæring kan roboten automatisk, og kanskje også underveis, bedre balanseevnen. Den kan få en form for motorsensorisk intelligens.

Mennesker må altså fortsatt lære robotene noen triks før de kan ta over de hardeste og farligste jobbene.

© Videnskab.dk. Oversatt av Lars Nygaard for forskning.no.

Noen mennesker klarer ikke å stå imot trangen til å bruke mobiltelefonen, selv mens de går. Det kan irritere motgående fotgjengere, som må ta ansvar for å unngå kollisjoner. Men det kan også være morsomt å observere hvordan de mobilavhengige tråkler seg frem mellom møtende hindre.

Nå har forskere ved universitetene i Bath og Texas studert hva som skjer når vi går med øynene fokusert på skjermen mens vi sjekker sosiale medier, taster eller ser video.

Mobilavhengige klarer stort sett å manøvrerer uten å snuble, fant de ut.

Færre, kortere og høyere skritt

De fant ut, kanskje ikke så overraskende, at mobilbrukere ubevisst forkorter skrittlengden og tar færre skritt i minuttet. De forlenger også tiden hvor begge føttene er i kontakt med bakken og øker skritthøyden for å unngå hindre i bakken.

• Les også: Dette gjør vi med mobilen på bussen

Ifølge forskerne kompenserer det nye ganglaget effektivt for at de blir distrahert av mobilen mens de går.

Denne nye måten å gå på, beskytter turgåerne mot å falle eller kollidere med andre mennesker eller andre ting i miljøet, ifølge studien.

Spesialbygd hinderløype

Den lille studien besto av tretti deltakere som fikk beskjed om å gå rundt i en spesialdesignet hinderløype mens de forsøkte å tekste. Deltagerne var mellom 18 og 50 år.

Forskerne observerte hvordan deltakerne endret bevegelsene for å takle sitt reduserte fokus og utsyn.

Den nye gangarten gjorde at ruten tok lengre tid å fullføre, viser studien, som er omtalt i The Christian Science Monitor.

En tidligere studie har vist at typiske multitaskere er dårligst til å multitaske.

Kan få dårlig holdning

Dette er langt fra den første studien som er gjort på området. I fjor slo forskere ved Universitetet i Queensland, Australia fast at sannsynligheten for å somle, veive, og miste balansen øker om man bruker smarttelefon mens man går.

• Les også: Mange selfies på nett kan tyde på asosiale trekk

Forskerne advarer mot at mobilavhengige risikerer å få dårlig holdning og balanse av å bruke mobilen mens de går. I tillegg kan rusleturen rett og slett være farlig.

Egne baner for mobilbrukere

Stadig flere steder lages det nå egne traseer for personer som absolutt vil kombinere mobilbruk med å gå. Tidligere i sommer avduket Universitetet i Utah Valley et eget felt i trappen i treningssenteret, forbeholdt mobilbrukere.

Også i Antwerpen i Belgia har det nå kommet en «tekst mens du går»-bane som et markedsføringsstunt i en mobiltelefonbutikk.   

Den kinesiske byen Chongqing fikk et tilsvarende gangfelt i fjor, som er dedikert til fotgjengere som er limt fast i sine mobiltelefoner. Den ble åpnet i temaparken kalt Foreigner Street.

Referanse:

Conrad P. Earnest m.fl: Gait Pattern Alterations during Walking, Texting and Walking and Texting during Cognitively Distractive Tasks while Negotiating Common Pedestrian Obstacles, Plos One, juli 2015

Kan havstrømninger etterlignes i et laboratorium?

Ja, mener forskere ved Bjerknessenteret i Bergen og Universitetet i Stavanger. De har bygget en 4,5 meter høy sløyfe av plastrør, en laserkanon og avansert måleutstyr for nettopp dette formålet.

Global sirkulasjon

Atlanterhavets mange vannstrømmer går i ulike retninger og på forskjellige dyp i havet. Når man skal forstå disse strømmene, er sjøvannets saltholdighet og temperatur viktige faktorer.

Store havstrømninger drives ikke bare av vind, men også av endringer i vannets temperatur (thermo) og saltholdighet (halo). Disse påvirker tettheten i vannet, slik at det utvider seg eller trekker seg sammen. Disse fysiske endringene skaper bevegelse i vannmassene og bidrar til å forme en global sirkulasjon av strømmer, fra de varmeste tropehav til de kaldeste polarstrøk.

Hele dette systemet kalles den thermohaline sirkulasjonen og Golfstrømmen er en viktig del av det. Golfstrømmens nordatlantiske avgreining passerer Norge på vei mot Polhavet, og en returstrøm passerer Grønland og Færøyene på vei sørover igjen.

Simulering

Det er dette systemet som nå skal gjenskapes i et laboratorium ved Universitetet i Stavanger (UiS). Vann med varierende temperatur og saltholdighet skal sirkulere gjennom plastrør i et forsøk på å simulere dette viktige kretsløpet i havet.

Eksperimentene skjer på det såkalte Flerfaselaboratoriet ved Institutt for petroleumsteknologi. I dette laboratoriet kan ulike væsker (på fagspråket kalt faser) sendes gjennom rørsløyfer og kanaler. Ved hjelp av avansert måleutstyr som høyhastighetskamera, laser eller ultralyd, kan forskerne undersøke væskestrømninger i kombinasjoner med gasser eller partikler.

Fra olje til klima

Denne typen eksperimenter gjøres vanligvis for å undersøke flyten av olje og gass i transportrørledninger og for å sirkulere ut borekaks-partikler under boring av lange, dype brønner.

Professor Rune Wiggo Time og senioringeniør Herimonja A. Rabenjafimanantsoa ser imidlertid også andre bruksområder. De vil bruke lignende strømningssystemer til å studere nettopp de havstrømmene som klimaforskerne på Bjerknessenteret er opptatt av.

Heldigvis er det høyt under taket på laben, der gjennomsiktige plastrør er koblet sammen til en 4,5 meter høy, lukket sløyfe. På innsiden drives en vannstrøm gjennom rørene termohalint, uten bruk av pumper.

– Sløyfa og sirkulasjonsmønsteret likner det vi bruker i eksperimenter med gassløft i brønner for økt oljeutvinning, sier professor Time.

Forskerne må likevel lage flere skreddersydde løsninger for å simulere havstrømmene. De skal blant annet utvikle raske, svært følsomme temperaturmålere og et datadrevet styringssystem for å måle og regulere temperatur og saltinnhold i vannet på ulike steder i sløyfa.

Hårfin balanse

I det virkelige havet er det slik at vannet som kommer sørfra i Atlanteren, er varmt og har høy saltholdighet. Selv om salt gjør vannet tyngre, mer enn oppveies dette av varmen, som gjør vannet lettere. Derfor ligger havstrømmen normalt høyt på vei nordover – typisk over de øverste 400–800 meter av vannsøylen.

I arktiske strøk kjøles vannet ned, men blir samtidig mindre salt på grunn av ferskvann fra elver og is i og rundt Polhavet. Selv om saltholdigheten er lavere her, synker vannet på grunn av kulda og blir til en «dypvannstrøm» på vei sørover igjen. Slik går kretsløpet rundt og rundt.

Men noe har endret seg.

Den hårfine balansen mellom saltholdighet og temperatur har i senere år blitt forrykket på grunn av global oppvarming, økt nedbør og forsterket issmelting. Smelting av Grønlandsisen er en viktig faktor i dette bildet. Økt tilførsel av ferskvann fører til at overflatevannet blir lettere, som igjen kan føre til at vi ikke får så mye varmt vann fra Nord-Atlanteren opp langs norskekysten.

Det foregår stadige diskusjoner blant havforskere om hvorvidt den termohaline sirkulasjonen, inkludert Golfstrømmen, bremses noe på grunn av dette.

Kompliserte sammenhenger

Når eksperimentet er i gang, kommer UiS-forskerne til å gjøre målinger av vannets ferd gjennom den simulerte havstrømmen. Målingene skal bidra til å justere og sjekke holdbarheten i modellene for havstrømmene.

– Hvor troverdige data vil dere få?

– De teoretiske modellene beskriver strømningen i havet på en ganske grov, men god måte. Virkeligheten er mer komplisert, det finnes mange lag av «elver» i havet og det finnes mange vanskelig forutsigbare drivkrefter, sier Time.

Noen drivkrefter er meteorologiske, knyttet til nedbør, vind, bølger og fordamping. Andre er såkalte treghetskrefter – blant annet knyttet til hvor lenge dyphavene globalt transporterer og oppbevarer sine kalde og tunge vannstrømmer.

– Laboratorieeksperimentet vårt følger teorien så godt det lar seg gjøre og vil vise om enkelte faktorer faktisk fanges inn her uten å være tatt inn i den enkle matematiske modellen. En viktig fordel med eksperimentet vårt er også at det med mindre modifikasjoner kan gjøres mer omfattende for å fange opp enda flere nyanser, sier Time.

Hytte ved et lite tjern i en stor skog. Praten går over frokostegg og brødskiver. Om kvinner som tar mannens navn ved giftemål, om Mjøndalens innsats i eliteserien, om stokkendene som ber om brød.

Men hvor mange kvinner skifter navn, og hvor mange mål scora MIF mot Sarpsborg, og er stokkender trekkfugler?

Det er ikke dekning for verken mobil eller internett i skogen. Antall mål og prosent forblir ubesvart.

Diskusjonene ruller over vinglass og kaffikopper. Hvordan var rettsoppgjørene for sørvietnameserne som samarbeidet med amerikanerne under Vietnamkrigen? Hva var reglene for Gammel jomfru, som vi spilte på hytta for så lenge siden? Hvor lenge har Curiosity rullet rundt på Mars?

Vi kan verken ringe en venn eller slå opp på forskning.no og wikipedia. Vi googler våre egne hukommelser og spør hverandre, men verken hjernen eller skogen gir svar.

Et hav av kunnskap

Diskusjonene har endret seg siden weben ble allemannseie fra 1995 og utover. Vatikanet og Oxford-bibloteket Bodleian var blant de aller første som la sin kunnskap åpen for oss. Etter det har vi fått tilgang til all verdens forskningsrapporter, leksikon, biblioteker og medier. Kunnskapen krøyp fra pc til mobil og er blitt med oss inn i alle diskusjoner.

Det tar et sekund å finne ut om stokkender reiser til Afrika og sjekke bilder fra Mars. Vi kan berike diskusjonen om gresk økonomi med faglige analyser.

Kvalitetssikret og forskningsbasert kunnskap er lett tilgjengelig på nettet, like kort unna som sludder og tøv. Men det skal ikke mye kildekritikk til før man kan slå fakta i bordet.

Blir vi mer stresset nå enn før?

Hver sommer advarer stressforskere, psykologer og samlivseksperter oss mot å tilbringe ferien pålogget. Kontakt med jobben går ut over kontakten med familien, og nettkontakt med venner går ut over kontakten med de som er rundt oss.

Men forskerne er ikke helt enige. Noen mener at konstant surfing og sjekking av meldinger stresser oss, andre tror det handler om hvordan vi håndterer jobbkontakten og informasjonsstrømmene, mens andre igjen mener at underholdende medieinnhold og sosiale medier får oss til å stresse ned.

Før og nå-perspektivet mangler. Var folk med krevende jobber mindre stresset før – da ugjorte oppgaver og uleste dokumenter fulgte med på ferien? Eller skaper det mer stress at eposten fra sjefen når deg på stranda?

Uansett er det krevende å organisere ferien avlogget, med sjekking av hoteller og veikart. Og om vi er stengt helt av, mister vi også muligheten for rask sjekking av fakta i diskusjoner, og for informasjon om språk, kultur og historien til stedet vi befinner oss.

Er folk dypere enn kunnskapskildene?

En annen bekymring er at den gode praten dør.

– Vi mister de lange, gode samtalene. Alt går hurtigere og vi blir mer rastløse. Evnen til tilstedeværelse blir svekket, sa psykolog Espen Idås til NRK for et par uker siden

Bekymringen har han til felles med andre eksperter, som mener at moderne kommunikasjon går ut over konsentrasjonen, vi får ikke lenger tid til lange tanker og dype samtaler.

Det har vært folk frykt og forskeres fokus lenge. Hvert nye medium blir utsatt for samme diskusjon – vi kommer ikke lenger til å prate sammen, mediet blir viktigere enn hverandre, mediet kan til og med føre til asosial adferd og vold. Sånn snakket folk og eksperter da filmen kom, da videomaskinen kom, da webben kom og da vi alle logget oss på Facebook.

Forskerne er nå ganske enige om at det ikke er maskinene og innholdet de produserer som er problemet, men menneskene. Og vi klarer oss ganske fint, vi tilpasser våre liv og omgang til nye medier.

Dårlig folkeskikk og manglende smidighet fungerer like lite i sosiale medier som på kaffebesøk. Lite har endret seg selv om vi har kommet nærmere hverandre og når lengre ut.

Skogens ro og hjernens hvile

Men joda, det gjør ikke noe å logge av Facebook-oppdateringene for en stund, for besøk gir mer. Vi klarer oss med nyhetene fra den gamle reiseradioen. Skogen gir mer ro enn Angry Birds.

Men diskusjonene hakker, nøler og stopper opp.

Det er ikke forsket mye på hvordan hukommelsen vår blir påvirket av at vi nå ikke lenger må huske fordi vi har tilgang på all verdens kunnskapskilder.

Psykiater og forsker Norman Doidge fra Colombia University er bekymret. Han mener at hukommelsen blir varig svekket av mindre pugging og mer oppslag.

Thomas Espeseth fra Universitetet i Oslo er enig i at vi husker dårligere visse typer informasjon, men mener at vi til gjengjeld er blitt flinkere til å huske hvor vi får tak i informasjon, at hjernen er blitt aktiv på andre måter.

Forskere på eldre hjerner er slett ikke pessimistiske. Studier på gamle nettbrukere viser at nettsøk gir god hjernetrening som styrker tanke- og læringsevnen. 

Aldri for mye informasjon

Kunnskapskløfter, information overload og manglende evne til kildekritikk var viktige forskningstema da webben kom. Det finnes mindre forskning på kunnskapsløftet, hva som har skjedd med de private og offentlige debattene etter at vi kan slå opp alt.

Det forskes mer på temperatur og trolling, enn på om diskusjonene har blitt mer kunnskapsbaserte. Både unge og eldre har dessuten blitt flinkere til å vurdere kildene i et medie som ikke lenger nytt og ukjent. Og nå er vi vel enige om at vi ikke kan få for mye informasjon, men bare bruke feil, ukritisk og for lite.

Hyttediskusjonene i skogen ble i alle fall ikke bedre uten tilgang på kunnskap. Og tilbake i sivilisasjonen kunne vi ikke lenger huske alt det vi lurte på – alle temaene vi skulle slå opp. 

Det spiller ikke så stor rolle om du mottar en telefonsamtale eller en diskré tekstmelding. Ethvert signal fra mobilen kan forstyrre deg nok til at du ikke klarer fokusere på det du skal, hevder en ny studie fra Florida State University.

– Selv om varslene fra mobilen er korte, kan de sette i gang tanker som er irrelevante for det du jobber med eller dagdrømming som ødelegger evnen til å utføre en oppgave, skriver forskerne i studien.

• Les også: Mobilprat sakker fotgjengere

Faktisk forstyrrer et diskré varsel, enten med lyd eller vibrering, like mye som aktiv bruk av telefonen, hevder forskerne.

Cary Stothart ved Florida State University ledet den nye studien. Ifølge en pressemelding fra universitetet er dette den første studien som har undersøkt hvilken effekt varslinger fra mobiltelefonen har på vår evne til å utføre en oppgave.

Distrahert av å vite

Stothart og kollegaene sammenlignet hvor godt forsøkspersoner klarte å utføre en konsentrasjonskrevende oppgave på en datamaskin. Først målte forskerne hvor godt forsøkspersonene gjorde det når de ikke ble utsatt for noen forstyrrelser. Deretter delte forskerne dem inn i tre grupper: Én som fikk en telefonoppringing, én som fikk en tekstmelding, og en tredje gruppe som ikke ble forstyrret av noen av delene under oppgaveløsningen.

De to første gruppene mottok automatiske telefonoppringinger og tekstmeldinger, uten å vite at det var en del av forsøket.

De som ble forstyrret av mobilen gjorde i snitt tre ganger flere feil i oppgaveløsningen enn de andre. Aller dårligst gikk det for de som ble oppringt.

• Les også: Mobilen stjeler øyeblikkene

I den nye studien tok ikke forsøkspersonene telefonen – de ble bare oppmerksomme på at noen hadde forsøkt å få tak i dem. Men tidligere studier har målt hvor distrahert vi blir av å bruke telefonen under oppgaveløsning. Da forskerne sammenlignet disse studiene med sin egen, så de at resultatene var sammenlignbare. Altså mister vi like mye konsentrasjon når vi lar være å svare på en tekstmelding eller oppringing, som når vi svarer.

Utrygg trafikk

Ifølge Trygg Trafikk er én av tre nordmenn uoppmerksomme når de kjører bil, ofte på grunn av mobiltelefonen. Fridulv Sagberg, seniorforsker ved Transportøkonomisk institutt, er ikke overrasket over de nye resultatene.

– Alt som trekker oppmerksomheten bort fra en primæroppgave, kan påvirke prestasjonsnivået. Effekten av en distraksjon henger sammen med hvor sterkt vi bevisst prioriterer primæroppgaven, og for eksempel konsentrerer oss om ikke å la oss påvirke av en telefon som ringer. Det er likevel viktig å være klar over at denne undersøkelsen ikke tok for seg bilkjøring.

– Hva vet vi nå om hvor farlig det er å bruke mobilen når vi kjører?

– Det har vært anslått at risikoen når en sender tekstmelding, er mer enn 20 ganger høyere enn under normal kjøring. Når det gjelder risiko under telefonsamtalen, er resultatene litt sprikende, sier Sagberg til forskning.no.

Han legger til at også distraksjoner utenfor bilen, som for eksempel reklameskilt, kan være svært distraherende. Og at flere studier viser økt risiko som følge av at sjåføren dagdrømmer og tenker på andre ting enn kjøringen.

Vil forske med bilsimulator

Selv om forskerne ved Florida State University ikke undersøkte om mobilen gjør oss til dårligere sjåfører, mener de at forskningsresultatene er særlig relevante for trafikksikkerheten.

• Les også: Mister fokus ved mobilprat

– Selv en liten distraksjon kan ha en alvorlig, potensielt livstruende effekt dersom den skjer på feil tidspunkt, sier Stothart, og fortsetter:

– Og i trafikken er det umulig å vite når «feil tidspunkt» kommer. Så forskningen vår tyder på at det tryggeste er å skru av lyden eller skru av mobilen og legge den helt bort når man kjører.

Nå vil Stothart og kollegaene hans gjennomføre et lignende eksperiment hvor forsøkspersonene kjører i en bilsimulator.

Referanse:

C. Stothart, A. Mitchum, C. Yehnert: The attentional cost of receiving a cell phone notification, Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance, August 2015, Sammendrag

En 3D-printer kan lage proteser, medisinske implantater, leker, bildeler, bygningsmaterialer  —og til og med mat. Nå har ingeniører ved UC Berkeley og Chiao Tung-universitetet i Taiwan funnet ut hvordan man også kan 3D-printe små motstander, spoler, kondensatorer og trådløse sensorer.

– Dette er den første demonstrasjonen av 3D-printing av funksjonelle elektroniske komponenter og en trådløs sensor. En dag vil vi kunne laste ned filer fra nettet og printe ut nyttige gjenstander hjemme, sier Liwei Lin i en pressemelding. Han leder Berkeley Sensor and Actuator Center i California.

• Les også: Snart kan du 3D-printe din egen elektronikk

For å teste den nye teknologien monterte ingeniørene komponentene de printet ut i lokket til en melkekartong. Slik bygde de et «smart-lokk» med en innebygd sensor som holder øye med om melken har blitt gammel.

Studien ble i juli publisert i det åpent tilgjengelige nettidsskriftet Microsystems & Nanoengineering.

Voks og flytende metall

Utfordringen har vært at de fleste 3D-printere bruker polymer, fordi slikt plastmateriale er svært fleksibelt og formbart. Men disse materialene er ikke gode elektriske ledere.

Ingeniørene har derfor laget et nytt system som printer med polymer og voks. Når de deretter fjerner voksen, etterlater den seg hulrom som kan fylles med flytende metall.

• Les også: 3D-skriver bygger Eiffeltårn på syv minutter

Metallets form avgjør hva slags funksjon den printede gjenstanden har: Tynne metalliske ledere fungerer som motstander, mens flate plater fungerer som kondensatorer.

Et smart lokk

Etter å ha bygd det smarte lokket, ristet ingeniørene melkekartongen slik at lokket kom i kontakt med melken. Så lot de kartongen stå i romtemperatur i 36 timer.

Når det blir flere bakterier endrer de på melkens elektroniske egenskaper. Dermed kunne lokket måle utviklingen i melken og sende fra seg resultatene gjennom en 3D-printet trådløs sensor.

– På sikt kan 3D-printing gjøre elektroniske komponenter så rimelige at de kan integreres i emballasje. Slik kan emballasjen si fra når maten ikke lenger er trygg å spise. Vi kan se for oss at vi kan bruke mobilen til å sjekke hvor fersk matvarene i butikken er, sier Lin.

Mange muligheter

Steinar Killi er professor ved Arkitektur- og designhøyskolen i Oslo, og har lenge fulgt utviklingen innen 3D-printing.

– Det som beskrives har blitt diskutert i flere år. Nå virker det som vi kan vente oss mange spennende nyheter i månedene og årene som kommer. Hvis man klarer å lage avansert elektronikk, med full formfrihet, til en rimelig pris, kan svært mye skje, sier Killi.

• Les også: 3D-printer kan lage syntetisk vev

Likevel ser han ikke for seg at vi snart kommer til å printe ut våre egne elektroniske dingser hjemme.

– Teknologien må gjøre store sprang i kvalitet, pris, og brukervennlighet før dette kan bli et dagligdags «apparat» man har hjemme. Men entusiaster og små bedrifter har allerede stor glede og nytte av 3D-printere, og det er nok først og fremst de som vil stå for økningen i markedet, sier han og legger til:

– Et lite hjertesukk: Jeg synes det er leit at det printes ut så mye ræl av plast, basert på alle filene som flyter rundt på nettet. Men det er kanskje nødvendig for at denne teknologien skal utvikle seg.

Heller ikke de forskerne bak det smarte melkekartonglokket tror at vi i framtiden vil printe ut våre egne mobiltelefoner hjemme.

– Det er vanskelig fordi moderne elektronikk er ekstremt smått. Det er nok heller ikke praktisk fordi moderne kretskort er produsert i store mengder for å holde kostnadene nede. 3D-printing er nok heller en stor mulighet for spesialdesignede systemer, sier Lin.

Han jobber nå med å finne medisinske bruksområder for teknologien. En mulighet er sensorer som settes inn i kroppen, og som for eksempel måler blodtrykket.

Referanse:

Sung-Yueh Wu, Chen Yang, Wensyang Hsu & Liwei Lin: 3D-printed microelectronics for integrated circuitry and passive wireless sensors. Microsystems & Nanoengineering 1, 2015. DOI:10.1038/micronano.2015.13 Sammendrag.