Grafén er blant de sterkeste og tynneste materialene som vitenskapen vet om. Det er veldig strømførende og transporterer varme, samtidig som det er fleksibelt og lett.

Men det mest imponerende med materialet er tykkelsen, grafén er så tynt at det kalles todimensjonalt.

Grafén

Det består av karbonatomer som henger i hverandre i et hønsenettingmønster, ifølge Store norske leksikon. Et «ark» med grafén er bare én atom tynt.

Hvis man skal beskrive dette i vår skala blir det rundt 0,0000000000345 meter, eller rundt 0,345 nanometer.

På tross av denne ekstreme tynnheten er grafén enormt kraftig. Hvis du legger mange lag med grafén oppå hverandre, har du et materiale som tåler ti ganger mer enn stål, i hvert fall hvis det brukes til skuddsikring, ifølge Chemistry world.

Ett enkelt grafén-lag ble framstilt i et laboratorium for første gang i 2004, så det er et ganske nytt materiale. 

Nå har amerikanske forskere prøvd å lage en bitteliten grafénfjær, som demper samtidig som den er strømførende. For å lage fjæren har de tatt i bruk gamle, japanske origiamitriks.

• Les også: Nå kan grafén masseproduseres

Kirigami-fjærer

Akkurat denne origamivarianten kalles kirigami, hvor du klipper hull i papir for å skape forskjellige mønstre og tredimensjonale figurer.

Det begynte med at forskerne utforsket mulighetene med store grafén-ark i laboratoriet.

–Vi oppdaget at det oppførte seg som omtrent som et papir-ark, sier Melina Blees i Natures podkast. Hun har vært med på forskningen og er professor i fysikk ved Cornell University.

Men grafén er mye stivere enn papir, så det kan ikke brettes på samme måte.

– Så vi begynte å lete etter forskjellige typer papirteknikker som vi kunne prøve.

• Les også: Bærbar blir bøybar?

De fant et enkelt mønster som lar et stykke papir strekke seg inn og ut som en fjær.

Forskerne har laget små hull og åpninger i ark med grafén for å skape formene som du kan se i videoen over.  Denne fjæren er strømførende, så den kan være del av en bevegelig maskin. På tross av den knøttlille skalaen skal den tåle mange tusen inn-og-ut-bevegelser.

Ikke saks

Det er ikke snakk om å hente saksen fra pennalet når du skal klippe i grafén-ark.

Forskerne lagde knøttsmå sjablonger ved hjelp av det som kalles optisk litografi. Dette brukes mye i databrikke-fabrikker for å lage massevis av kretser på små kretskort.

• Les også: Grafen kan forlenge dataens levetid

Sjablongene ble brukt for å framstille mønstre på grafén-ark, også ved hjelp av kjemiske reaksjoner.

De lagde også små grafén-hengsler som lenket to små gullfirkanter sammen. Hengslene kan åpnes og lukkes ved hjelp av magnetisme eller mekanisk kraft.

Grafén-hengslene ble åpnet og lukket mer enn 10 000 ganger. Da begynte gullfirkantene å bli bøyd, men hengslene fungerte fortsatt som de skulle.

Forskerne har ikke brukt disse konstruksjonene til noe enda, men de nevner at det kan brukes i framtidige nanoroboter.

Referanser:

Melina K. Blees mfl: Graphene kirigami. Nature, juli 2015. DOI: 10.1038/nature14588. Sammendrag.

Arktiske områder er særlig utsatt for opphopning av miljøgifter. Lave temperaturer, isdekke og mangel på sollys gjør at miljøgifter forsvinner langsommere enn i varme strøk. I tillegg akkumuleres tungmetaller som ikke vil brytes ned i naturen.

Økt menneskelig aktivitet i sårbare områder i nord fører også til stadig mer forurensning.

– Dette krever økt fokus på ny teknologi og bevisstgjøring for å ivareta miljøet, sier Kristine Bondo Pedersen.

I sin doktorgrad ved UiT – Norges arktiske universitet har hun jobbet med å utvikle av en metode for å fjerne miljøgifter fra forurensede havnesedimenter fra arktiske strøk i Nord-Norge, Grønland og Russland.

– Havnebasseng vil helt typisk kunne bli kraftig forurenset fordi man både har avfall fra aktiviteter på land, kloakkutslipp fra skip og fra land, avrenning av industriaktiviteter på land og illegal dumping i havna, sier Pedersen.

Hun kan fortelle at det over mange år har vært kartlagt forurensning av ulike havnebassenger, men at det har vært begrenset med forskning på håndtering av problemene.

Optimalisert bruken av strøm

Bunnslam fra Hammerfest, Sisimut og Krasnoe ble tatt opp fra havnene med en kjempespade og sendt til Tromsø der Pedersen har utført sine analyser.

I forsøkene benyttet hun en beholder med én liter volum der en elektrode i hver ende av beholderen sørget for å gjøre løsningen strømførende, en såkalt elektrodialysisk opprenskningsmetode.

– Tungmetaller har gjerne en svak positiv ladning i løsning og vil bli trukket mot den negative elektroden. Jeg har optimalisert bruken av strøm for fjerning av ulike miljøgifter, forklarer hun.

• Les også: Propeller virvler opp forurensning

Graden av opprensking viste seg være avhengig av type sediment. Den kjemiske sammensetning av miljøgiftene, kornstørrelse og hvordan miljøgiftene var bundet i sedimentet var blant de viktigste egenskapene for rensing.

De ulike miljøgiftene viste seg å kreve ulike betingelser for effektiv rensing; for eksempel var strømstyrke, tid, omrøring og temperatur viktig for tungmetaller, mens omrøring, lys og temperatur var viktige for tributyltinn og andre organiske miljøgifter.

Pedersen konkluderer med at det er mulig å fjerne tungmetaller, PCB og tributyltinn til akseptable nivåer og mener elektrodialysiske metoder har potensial for fremtidig sanering av havnesedimenter.

Referanse:

Kristine Bondo Pedersen: Anvendelse av multivariate analyse for utvikling av elektrodialytisk opprenskning av forurensede havnesedimenter fra arktiske strøk. Doktorgradsavhandling, UiT – Norges arktiske universitet, 2015.

Folk i Vesten er egoistiske og arrogante når de avviser bruken av genmodifiserte organismer (GMO) – teknologien kan nemlig redde millioner av menneskeliv i utviklingsland. Slik lyder et utspill fra flere nobelprisvinnere.

I spissen står molekylærbiolog Richard Roberts, som mener at «det er en forbrytelse mot menneskeheten» å motarbeide denne teknologien.

– Folk i utviklingsland dør på grunn av motstanden mot GMO. Det er flere barn som er døde på grunn av denne motstanden enn det er jøder som døde under holocaust, sier Roberts.

Han samler nå støtte fra andre nobelprisvinnere.

– Jeg har snakket med 20–30 prisvinnere, og alle har vært positive, sier Roberts, som fikk nobelprisen i fysiologi og medisin i 1993 for forskning på gener.

– Ingen grunn til å frykte GMO

En av de som støtter opp prosjektet, er den tyske biofysikeren og nobelprisvinneren Erwin Neher. Han mener det er «uansvarlig» å motarbeide denne teknologien fordi den vil kunne redde «hundretusenvis av menneskeliv hvert år». 

– Det er ingen grunn til å mistro genmodifiserte organismer (GMO). Tvert imot er de mye sikrere enn produkter fra tradisjonell avl fordi de har blitt grundig testet.

– De genetiske endringene er godt kjent og kontrollert. Fra et vitenskapelig synspunkt er det uforståelig at offentligheten er så negativ, sier Neher, som vant nobelprisen i fysiologi og medisin i 1991.

Også den amerikanske nobelprisvinneren og fysikeren Steven Chu sier at han støtter bruken av GMO.

– Genmodifiserte planter er en viktig metode for å øke avlingene og skape matvarer med bedre næringsinnhold. Vi skal brødfø 9,6 milliarder mennesker fra år 2050, sier Chu, som også har vært energiminister under USAs president Barack Obama.

Danske forskere: vrøvl

Den danske GMO-forskeren Rikke Bagger Jørgensen fra Danmark Tekniske Universitet mener imidlertid at det er «vrøvl» å beskylde motstandere av GMO for å begå forbrytelser mot menneskeheten. Førsteamanuensis Mickey Gjerris fra Københavns Universitet er helt enig.

– Det er masse uenigheter om det er en god idé å bruke GMO. Det er ikke bra å komme med slike hysteriske argumenter om forbrytelser mot menneskeheten. Det bidrar bare til mer splid mellom motstandere og tilhengere, sier Gjerris, som forsker på bioetikk.

Richard Roberts mener blant annet at en type genmodifisert ris som kalles golden rice kunnet har redde millioner av menneskeliv i utviklingsland.

Golden rice ble opprinnelig utviklet på 1990-tallet av sveitsiske forskere, som ville gjør noe med A-vitaminmangelen i utviklingsland. Det kan føre til blindhet og andre alvorlige helseproblemer. Trolig dør opp mot 600 000 barn hvert år på grunn av mangel på A-vitamin.

Døde barn har ingen stemme

Forskerne skrev i en artikkel i tidsskriftet Science at de hadde skapt en risvariant med betakaroten – en kilde til vitamin A.

– Golden rice ble en realitet i februar 1999, og det var klart til å komme på markedet i 2002. Siden den gang kunne det ha reddet millioner av barn i utviklingsland fra blindhet og død. Men det er GMO, og derfor et det blitt forsinket i årevis av regler, regulering og motstand i Europa, sier Richard Roberts. Han sier det er enkelt for folk i Vesten å avvise GMO siden vi ikke opplever sult og mangelsykdommer.

– De barna som blir blinde eller dør på grunn av mangel på A-vitamin, har ingen stemme i debatten om GMO, sier han.

Rikke Bagger Jørgensen mener det finnes andre og bedre metoder for å hindre A-vitaminmangel.

– Hvis du bare spiser hvit og polert ris, får du A-vitaminmangel. Det ville være mye bedre å sørge for at folk i utviklingsland fikk en mer allsidig kost, sier Jørgensen, som er seniorforsker emeritus ved DTU Miljø.

Maxwell Barffour er fra Ghana og forsker på folkehelse. Han er skeptisk til at GMO-avlinger virkelig kan levere det produsentene lover.

– Som forsker har jeg ikke noe imot GMO i seg selv. Men vi trenger mer kunnskap, basert på store kliniske tester i sårbare befolkningsgrupper, før vi vet hva er effektivt og sikkert. Først da kan vi gå inn for å anbefale det til folk i utviklingsland, sier Barffour, som for tiden er postdoktor ved Bloomberg School of Public Health i USA.

Richard Roberts påpeker at global oppvarming og en voksende befolkning fører til nye utfordringer for matproduksjonen. Han mener GMO-teknologi kan gi mer effektiv bruk av jorden, med mindre bruk av plantevernmidler.

– Den globale oppvarmingen gjør at planene må kunne vokse med mindre vann og under andre forhold. Ellers vil vi ikke ha mat nok, sier Roberts.

Danske forskere: GMO-tilhengere overdriver

Mickey Gjerris mener tilhengere av GMO overdriver mulighetene.

– I de siste 40 år har vi hørt om alt det fantastiske som er mulig med GMO, men så langt har det ikke kommet noen store framskritt. Teknologien innebærer likevel en rekke farer for økosystemer, dyr og samfunn. , sier Gjerris.

– Det er ingen tvil om at det blir vanskelig å mette alle, og det er mulig at GMO kan være en del av løsningen. Men så langt har vi ikke sett noen mirakler fra GMO-forskningen, og nyere FN-rapporter sier at det ikke er løsningen.

Rikke Bagger Jørgensen er enig.

– Mange forbrukere tar avstand fra GMO fordi de inntil nå ikke har sett noen produkter med klare fordeler. Det kan endre seg i framtiden. Hvis GMO gir bedre helse eller bedre drift, kan det være fornuftig å bruke det.

– GMO er heller ikke forbudt – men produktene må gjennom en sikkerhetsvurdering. I EU ser de på dette fra sak til sak, og det er fornuftig, sier Jørgensen.

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

Ein eldre og pleietrengande pasient har time med fastlegen, og heimesjukepleiaren er usikker på om vedkomande vil hugse å ta opp nokre viktige ting. Med det elektroniske meldingssystemet kan sjukepleiaren gi legen ei oppdatering i forkant.

Ein annan sjukepleier sender melding til legen om ein heimebuande pasient som har utvikla ein infeksjon i eit sår. I meldingane som fylgjer, diskuterer dei egna behandling og omsorg.

– Innføringa av elektronisk meldingsutveksling har gjort at heimesjukepleiarar og legar lettare kjem i kontakt med kvarandre. Dette meiner dei medverkar til å betra helsetilbodet til heimebuande pasientar, seier Ragnhild Hellesø, førsteamanuensis ved Institutt for helse og samfunn ved Universitetet i Oslo.

– I tillegg har det gitt ein meir likeverdig relasjon mellom heimesjukepleiarar og legar.

Utilsikta

Ho skildrar dette som ein utilsikta, positiv konsekvens av dei elektroniske pleie- og omsorgsmeldingane som nær alle norske kommunar har teke i bruk. Beskjedane går mellom heimesjukepleia, fastlegane og sjukehusa og er integrert i den elektroniske pasientjournalen.

– Både legar og sjukepleiarar er travle folk og tidlegare har dei opplevd at det er vanskeleg å nå kvarandre, seier Hellesø.

• Les også: Ut med faxen – inn med e-meldingene

Målet med det elektroniske meldingssystemet er å auke og betre kommunikasjonen mellom aktørane. Som planlagt, har systemet også erstatta ein del møter og telefonsamtalar.

Sjølv om enkelte opplever redusert kommunikasjon ansikt til ansikt som eit tap, rapporterer aktørane at dei enklare når kvarandre og utvekslar meir informasjon med det nye systemet.

Styrka stemme

Heimesjukepleiarane har i tillegg fått styrka stemma si. Meldingane gir nemleg ein skriftleg dokumentasjon av kommunikasjonen, og alle involverte aktørar har tilgang. Det gir meir gjennomslag for meldingane frå heimesjukepleiarane.

– Vi har ikkje vore bortskjemde med kontakt med fastlegane. Dei ringer ikkje alltid tilbake. Nokre gonger er det som vi ikkje blir tekne alvorleg. Men når nokon har sendt ei e-melding, så ligg ho i systemet. Legane må opne ho, og dei må sende eit svar, seier ein av sjukepleiarane forskarane har snakka med.

Både legane og sjukepleiarane fortel at det har vorte enklare å kome i kontakt med kvarandre, men berre sjukepleiarane seier dei blir tekne meir alvorleg, og at dei skriftlege førespurnadane deira veg tyngre enn munnleg kommunikasjon.

– Dokumentasjonen hindrar også at det oppstår diskusjonar og usemje om avgjerder som er tekne. Når aktørane må formulere seg skriftleg, utvekslar dei dessutan meir gjennomtenkt og betre informasjon, seier Hellesø.

Både fastlegane og sjukepleiarane meiner skriftleggjeringa kombinert med at det har blitt enklare å nå tak i kvarandre, reduserer feil i behandling og omsorg.

Også sjukehusa rapporterer at det har blitt lettare å kome i kontakt med kommunen, og at den skriftlege dokumentasjonen er viktig.

Katalysator

Konsekvensane av nye datasystem i helsesektoren er ofte uoversiktlege, og endringane kan vere djuptgripande. Hellesø understrekar at meir innsikt i utilsikta og gjerne positive konsekvensar kan vere ein ressurs i prosessar med omorganisering, som ofte kjem i kjølvatnet av nye datasystem.

Dei norske forskarane viser til dømes korleis innføringa av dei elektroniske pleie- og omsorgsmeldingane har fungert som ein katalysator for utvikling av samhandlingsrutinar.

– Kommunane som hadde teke e-meldingane i bruk, hadde i vesentleg større grad utvikla rutinar for korleis samarbeidet skulle skje, seier Hellesø.

Ho trur dette heng saman med at innføringa har gjort det nødvendig å systematisere ting – til dømes når det gjeld ansvaret for å følgje opp meldingane.

– Systematiseringa gjorde manglane meir tydelege, seier forskaren.

• Les også: Hjemmesykepleien dropper pasientrapporter

Ho trur ein del av den tidlegare samhandlinga var lite synleg og gjerne prega av ad hoc-løysingar. Med dei elektroniske meldingane kom eit system for ansvar og oppfølging, og kommunane bygde rutinar rundt dette.

– Det å sende ei melding kan kanskje verke trivielt, men gode rutinar og avklaring om kva informasjon som skal sendast, må på plass for at et slikt system skal fungere, seier Hellesø.

Ho fortel at utilsikta, positive konsekvensar av helse-IKT sjeldan er undersøkt i forskingslitteraturen. Som regel er det negativt forteikn på dei utilsikta konsekvensane det blir forska på.

Referansar:

Line Melby og Ragnhild Hellesø: Introducing electronic messaging in Norwegian healthcare: Unintended consequences for interprofessional collaboration. International Journal of Medical Informatics, februar 2014, doi: 10.1016/j.ijmedinf.2014.02.001. Samandrag

Merete Lyngstad mfl: Toward Increased Patient Safety? Electronic Communication of Medication Information Between Nurses In Home Health Care and General Practitioners. Home Health Care Management & Practice, mars 2013,doi: 10.1177/1084822313480365. Samandrag

Merete Lyngstad mfl: Home care nurses’ experiences with using electronic messaging in their communication with general practitioners. Journal of Clinical Nursing, desember 2014, doi: 10.1111/jocn.12590. Samandrag

Forestillingen om at barn blir kjørt hit og dit gjelder i hvert fall ikke for barn på barneskolen, viser en ny studie fra Transportøkonomisk institutt (TØI).

De kommer seg nemlig til skolen stort sett på egen hånd.

Dette er gode nyheter for barnas helse, men også for regjeringen, som har satt et nasjonalt mål om at 80 prosent av barna i Norge skal gå eller sykle til skolen. 

All denne gåingen, syklingen og busskjøringen hjelper derimot lite når barna blir kjørt overalt ellers. Undersøkelsen viser nemlig at barna oftere blir kjørt til fritidsaktiviteter etter skoletid.

Går ikke til trening

Mens nesten halvparten av barna går til skolen på egne ben, bruker 15 prosent sykkel og 15 prosent buss, tog eller trikk. Resten blir kjørt.

Men dette gjelder altså ikke når barna skal komme seg ut på ting etter skolen. Nærmere 80 prosent av barna som driver med idrett, for eksempel, blir kjørt til trening og konkurranser av foreldrene sine.

– Dette er ikke like ille for barn som driver med andre fritidsaktiviteter som kor, korps og fritidsklubber. De kommer seg oftere fram på egen hånd ved å sykle eller gå, sier Susanne Nordbakke ved TØI.

– Men ikke så ofte som de gjør til skolen, påpeker hun.

Nordbakke har sammen med kollega Randi Hjorthol intervjuet 1463 foreldre om reisevanene til barna sine, som er mellom seks og tolv år gamle.

• Les også: Barn lærer matte bedre når de rører på seg

Lange avstander

Hvorfor er det sånn at barna som regel klarer seg selv til skolen, men trenger skyss til aktiviteter etter skoletid? Og hvorfor gjelder det spesielt for idretten?

Nordbakke mener beliggenheten har mye å si.

– Skolen ligger jo som regel i nabolaget, mens folk velger fritidsaktiviteter på kryss og tvers. Kamper og konkurranser skjer jo ofte andre steder, gjerne langt av gårde, sier hun.

– Det kan også ha å gjøre med utfordringer knyttet til trafikk og trafikksikkerhet og at det ofte er mørkt på ettermiddagene i Norge.

Gåing er bra, uansett

– Det å bli kjørt til skolen er en uvane, sier Ragnhild Hovengen ved Folkehelseinstituttet. Hun har tidligere forsket på tredjeklassinger i Norge og skolevei.

Hun mener det er viktig at barn går til skolen, nesten uansett hvor langt det måtte være.

– Det å bevege seg beskytter helsa vår, sier hun.

– Og det handler ikke bare om å motvirke overvekt, men også om å ta vare på vår fysiske og psykiske helse.

Hovengen mener også skoleveien kan være et sted der barna sosialiserer seg med andre barn, utenfor kontroll av foreldre og lærere. Barn snakker da med andre barn som de nødvendigvis ikke henger sammen med ellers.

– Og det å etablere gode gåvaner tidlig i livet kan jo gjøre at folk begynner å gå mer seinere i livet, legger hun til.

• Les også: Datagutter får svakt skjelett

Skumle biler

Selv om flesteparten av barna kommer seg til skolen selv, er det fortsatt en del foreldre som velger å kjøre barna sine til skolen. Og de oppgir flere ulike grunner: Skolen ligger på veien til jobb, det er den raskeste og enkleste måten, de sparer tid, det er for langt å gå eller sykle og at barnet selv ønsker å bli kjørt.

Men trafikken er likevel den viktigste grunnen til at foreldrene ikke vil la barna ta skoleveien fatt.

– Det handler ofte om tett trafikk og høy hastighet langs veien, og det at det ofte mangler gang- og sykkelvei, fortau og fotgjengerfelt, sier Nordbakke.

Man skulle kanskje tro at de som bor i byen, er mest engstelige for at barna går alene til skolen. Sånn er det ikke. Det viser seg at barna som bor på landet, går og sykler mindre enn barna i de store byene.

Svært få foreldre mente at skoleveien var utrygg på grunn av andre forhold enn trafikken.

Jo tettere, jo bedre

Torill Nyseth, professor ved Universitetet i Tromsø, mener god planlegging kan gjøre mye for å få barn til å komme seg frem på egen hånd.

– For eksempel kan bedre uterom gjøre det lettere for barn å gå til både skole og fritidsaktiviteter, sier hun.

Med uterom mener hun blant annet parker, bakgårder og idrettsplasser, og de bør ligge i nærheten av der barn bor.

– Generelt er kompakt byutvikling, som jo reduserer behovet for bruk av privatbil, noe som gjør at sykkel og gange blir de mest naturlige transportmidlene også for barn, sier Nyseth. 

Kanskje ikke så rart, da, at bybarna går og sykler mer til skole og fritidsaktiviteter enn barna som bor i mindre tettbygde strøk.

– På bygda er man generelt mer avhengig av bil fordi avstandene er lenger, også til skolen, sier forskeren.

– I enkelte distrikter med få barn er dessuten mange bygdeskoler lagt ned. Det betyr at mange barn har fått en svært lang skolevei der det er helt uaktuelt å gå eller sykle.

• Les også: Skolegårder favoriserer fotballgutter

Barna skal selv gi tilbakemelding

Nå har TØI satt i gang et prosjekt der barn i Oslo skal bruke mobilen til gi tilbakemelding om trafikksikkerhet og hvordan de synes det er på skoleveien.

De skal si ifra om de reiser alene eller sammen med andre, om de går til fots, sykler, reiser kollektivt eller med bil til skolen.

Informasjonen som barna gir skal blant annet brukes for å sette igang nye trafikksikkerhetstiltak.

Referanse:

Randi Hjorthol og Susanne Nordbakke: Barns aktiviteter og daglige reiser i 2013/14, Transportøkonomisk institutt, april 2015.

Når mennesker blir skadet, kan det være avgjørende å få nye celler til å danne seg. For eksempel kan brannskadete få ny hud.

For å få til vevet til å gro setter legene gjerne inn et implantat som de levende cellene kan støtte seg på, et slags stillas.

Flere typer materialer har tidligere blitt testet til bruk i implantater.

Et problem er at det kan være vanskelig å se hva som skjer med materialet når det blander seg med kroppens eget vev. Det er viktig for å vite hvor godt implantatet fungerer.

Særlig gjelder det en del myke biomaterialer i implantater. De harde materialene, som titan, er lettere å skille fra vevet.

Dette har svenske forskere forsøkt å gjøre noe med. Fysikere, kjemikere og biologer gikk sammen for å videreutvikle et selvlysende materiale.

Ikke testet på mennesker

Resultatet ble en fibermatte. Der trives og gror cellene fra hjertemuskelen til dyr.

I tillegg kan forskerne se forskjell på fiber og friskt vev som vokser fram. Materialet kalt TQ1 lyser i hele 90 dager, altså i omtrent tre måneder.

– Nå kan vi spore hvor materialet tar veien og hvordan det brytes ned. Det har vært vanskelig med andre slike «stillaser», skriver Daniel Aili i en e-post til forskning.no.

Han er universitetslektor ved Linköpings universitet og en av dem som har forsket fram det nye materialet.

• Les også: Nervegjennombrudd

Foreløpig holder forskerne seg til dyreforsøk – dette er ikke testet på mennesker. Men de har sett at implantatet fungerer godt i kroppen til rotter. Rottene fikk ingen bivirkninger.

– Materialet stimulerer dessuten tilveksten av blodkar, noe som er viktig for at nytt vev skal dannes. Vi vet ikke helt hvorfor dette skjer, og hvorfor materialet ser ut til å fungere så bra, skriver Aili.

Ser cellene i et annet lys

Opprinnelig ble dette materialet brukt i organiske solceller. Etter videreutvikling kan den altså muligens bli til nytte i medisinen.

• Les også: Ny giv for organiske solceller

Alt vev lyser faktisk under riktig lampe. For eksempel blir celler selvlysende, fluorescerende, i ultrafiolett lys. Det kan være vanskelig å skille mellom kroppens egne celler og produsert støttemateriale dersom begge deler lyser i samme type lys.

Det nye materialet reagerer derimot på nært infrarødt lys, da lyser ikke vevet. Dermed kan forskerne se materialet uten å bli forstyrret av selvlysende celler, forklarer Aili.

Referanse:

Abeni Wickham mfl.: Near-Infrared Emitting and Pro-Angiogenic Electrospun Conjugated Polymer Scaffold for Optical Biomaterial Tracking. Advanced Functional Materials, juli 2015, doi: 10.1002/adfm.201500351. Sammendrag.

En brusboks er et teknologisk vidunder.

Den er lett og har derfor liten innvirkning på vekten og kostnaden ved å transportere drikken som er inni. Samtidig er den sterk nok til å beskytte innholdet under reisen.

Den avkjøles raskt, til glede for både forhandlere og kunder, og den glatte, buede overflaten er et perfekt lerret for reklame for innholdet i boksen. Bare tenk på den røde boksen med hvit løkkeskrift på. Man regner med at 94 prosent av verdens befolkning vet hva som er inni en slik boks: Coca-Cola.

Det beste av alt med aluminiumsboksene er at de kan resirkuleres i det uendelige.

Produksjonen av rent aluminium fra malm står for så mye som én prosent av alle utslipp av drivhusgasser. 

Å resirkulere aluminiumet i boksene for å lage nye koster oss bare fem prosent av energien vi ville brukt for å produsere ren aluminium til boksene. Derfor er resirkuleringen viktig for å redusere karbonfotavtrykket til aluminiumbruken vår, mener ekspertene.

Problemet med forurenset aluminium

Men det er ett steg i resirkuleringen av aluminiumsbokser som kan ødelegge hele greia. Hver gang en boks blir smeltet ned til en sølvskimrende aluminiumsdam, følger det med forurensende partikler. De kommer fra den lakkerte overflaten, fra søppel som folk har dyttet ned i boksen etter bruk og fra støv og skitt som ble med på veien til gjenvinningsstasjonen.

– Europa resirkulerte 64 prosent, og Nord-Amerika 57,3 prosent av alle slike bokser i 2009. Med disse tallene blir mengden forurensende partikler så lav at det som regel ikke har noe å si for kvaliteten på det resirkulerte aluminiumet.

Det sier Amund Løvik som er stipendiat ved NTNU og forsker innenfor fagfeltet industriell økologi.

Men dersom vi begynner å resirkulere så mye som 75 prosent av alle aluminiumsbokser, vil mengden forurensende partikler øke med 135 prosent, ifølge Løvik og veilederen hans Daniel Müller.

Forurensningen ville endret aluminiumet så kraftig at det til slutt ikke vil bli mulig å lage det om til en ny boks.

Urenheter hoper seg opp

Løvik og Müller kan beregne hvor mye forurensningen vil øke når flere bokser blir resirkulert, men de vet ikke akkurat hvor mye forurensning som finnes i dagens bokser. Det er nemlig hemmelig.

– Industrien har sine egne hemmelige oppskrifter på hvordan de lager aluminiumsbokser, forklarer Müller.

Med en enkel datamodell kan Løvik og Müller beregne hvordan forurensningen varierer over tid, og hvilken effekt mengden av urenheter har på produktene laget av det resirkulerte materialet.

Modellen bygger på et konsept om stabil konsentrasjon av urenheter. Det vil si at når bokser blir resirkulerte om og om igjen, vil mengden urenheter i en boks øke for hver resirkulering.

Når urenhetene stabiliserer seg

Mange bokser når aldri gjenvinningsstasjonen, og nye bokser blir laget av ren aluminium for å erstatte dem. Dette kan skape en balanse i systemet slik at mengden urenheter holder seg på et stabilt nivå.

– Urenheter i aluminiumsbokser er som et badekar der kranen står på samtidig som det lekker vann ut i bunnen av karet. Ved en gitt styrke på kranen vil vannet som renner oppi karet tilsvare mengden som renner ut, og da vil vannstanden stabilisere seg. På samme måte vil urenhetene i boksene kun nå et visst nivå før det stabiliserer seg, forklarer Müller.

Akkurat nå er det en grei mengde urenheter i aluminiumsbokser, ifølge Müller, fordi godt under 100 prosent av boksene resirkuleres. Dersom målet er at alle skal resirkuleres, vil urenhetene øke dramatisk, men til slutt nå et stabilt nivå.

Likevel kan små endringer i hvor mange bokser som resirkuleres, spesielt når det kommer opp i en høy prosentandel, føre til så store endringer at det går over det stabile nivået.

En ny skjebne for skrapmetallet

Ved hjelp av datamodellen sin kan Løvik og Müller beregne hvor raskt urenhetene i systemet når et stabilt nivå. De fant ut at det i USA vil nå et nytt høyt nivå innen to år. Det gir ikke verken de som resirkulerer eller de som produserer aluminiumsbokser særlig lang tid på å tilpasse seg, forklarer forskerne.

Det er her studien deres kommer inn i bildet. Den gjør det mulig for resirkulerings- og produksjonsindustrien å se hvilke problemer som venter dem i fremtiden. På den måten kan de gjøre grep for å få ned mengden urenheter.

– De kan for eksempel fjerne lakken på boksene før de smelter dem om og prøve å få bort mest mulig av søppelet i boksene. Dersom urenhetene først kommer med i smelteprosessene, er det for sent, forklarer Løvik.

Forskere fra Sintef og Marintek har analysert en rekke kritiske faktorer for varsling av ulykker i nordområdene: Satellittenes rekkevidde, mannskapenes varslingsrutiner, teknologien som benyttes og sannsynligheten for at det skjer ulykker. For å nevne noe.

– Når vi jobber med problemstillinger rundt kommunikasjonsdekning og innhenting av signaler fra en alarm, er det viktig å kjenne til begrensningene i teknologien.

– Disse må vi ta hensyn til, både for de som alarmerer og de som skal bistå i etterkant, sier Marinteks Kay Fjørtoft. Han leder arbeidet med alarmering og varsling i prosjektet Sarinor (Search and Rescue in the High North).

Et problem er nemlig satellittenes rekkevidde i nordområdene: Jo lenger nord vi ferdes, jo dårlige blir dekningen fra satellittene. Det skyldes blant annet at banene til mange satellittsystemer er plassert rundt ekvator. Plasseringen gjør at jorden skygger for signalenes vei på nordlige breddegrader. Alarmene får dermed en vanskeligere vei frem til de som skal håndtere den.

Fjørtofts klare oppfordring er derfor å bruke VHS-kanal 16, fordi det er den tryggeste nødkanalen.

Ubrukt nødnummer og vanskelig teknologi

Forskeren fant også ut at bruken av nødnummeret til sjøs, 120, ikke er særlig kjent blant de som seiler. Nummeret er i første rekke ment for båter som ikke har VHF.

Da blir du automatisk satt over til nærmeste kystradiostasjon. Redningsaksjonen kan dermed kommer raskt i gang, uten forsinkende mellomledd.

Men det er kanskje feil å sette 120 på lik linje med de andre nødnumrene 110, 112 og 113, mener Fjørtoft. For 120 er et nummer som benyttes av kystradioene for å gi assistanse.

– Hovedredningssentralene ønsker at VHF kanal 16 skal benyttes når dette er mulig, men ser samtidig at 120-nummeret kan benyttes av de som ikke har konsesjon og radio installert om bord, og som kun har mobiltelefon. Dette gjelder for eksempel mange fra fritidsflåten, sier han.

Mange alarmer – stor jobb

– Tallene våre viser at alarmhåndtering krever for store ressurser i dag, sier Fjørtoft. – Vi ser at for eksempel vedlikehold av utstyr ofte trigger en redningsaksjon. Til ingen nytte.

Derfor etterlyser forskeren en mer bevisst holdning til hva som må varsles.

Fjørtoft forteller at det har vært episoder der Sea King-helikopteret har blitt kalt ut, bare fordi mannskapet drev vedlikehold uten at de var klar over at de utløste alarmen. 

Derfor mener han at prosedyrene ved vedlikeholdsarbeid bør strammes opp. Det vil for eksempel være penger spart å innføre rutiner som sier at man skal rapportere vedlikehold av systemene for alarmering og varsling i forkant.

Tid er liv

Forskerne skal også undersøke feilratene på de ulike teknologiene som brukes for varsling.

– Det er viktig at alarmen kommer frem til riktige instans så fort som mulig, slik at redningsarbeidet kan starte raskt. Tid er liv, sier Fjørtoft.

– Men samtidig er det svært viktig at frykten for å utløse en alarm ikke blir begrensende. Mottoet er at det er bedre å rapportere en gang for mye enn en gang for lite.

De foreløpige resultatene viser at rutinene for varsling av ulykker har et stort forbedringspotensiale.

Forskerne har også sett eksempler på at varsler først ringer hjem på mobil til sine kjære, før de tar neste samtale til Hovedredningssentralen.

Ringer hjem først

– I verste fall har det hendt at familien hjemme får beskjed om å formidle nødmeldingen videre til redningssentralen. Dette kan bety at nødvendig informasjon ikke kommer frem, og at forsinkelsen kan få konsekvenser for mobiliseringen av redningsressurser.

– Dyrebar tid kan gå tapt. Man lever ikke lenge om man havner i vannet i nordområdene, selv på sommers tid, presiserer Fjørtoft.

Signalenes ferd fra båten, til de når Hovedredningssentralen, er også en kritisk faktor:

– Vi ser at rapporteringsveiene kan variere. Blant annet benyttes mobiltelefon og VHF om hverandre. VHF kanal 16 er den anbefalte kanalen, ikke minst fordi det er lytteplikt på denne kanalen. Signalene spres derfor også til nærområdet, og sannsynligheten for å bli reddet blir større.

Hvor ligger de farligste områdene?

Et viktig mål har vært å kartlegge hvor sannsynligheten for ulykker er størst. Til det arbeidet har forskerne brukt trafikkdata fra området, i form av plott av fartøyenes trafikkmønster.

Det har de gjort med utgangspunkt i AIS-data (automatisk identifikasjonssystem) fra Kystverket. I tillegg har de innhentet en oversikt over alle registrerte ulykker i Sjøfartsdirektoratets ulykkesdatabase.

– Dette gir oss et bilde på sannsynligheter for ulykker, også ut fra fartøyskategori. Når vi kobler statistikken med registrerte ulykker i de ulike geografiske områdene, vil dette gi oss et nytt bilde på sannsynligheten for ulykker, sier Fjørtoft.

Så langt viser resultatene er at det er fiske- og fangstfartøy og mindre fartøy som er mest ulykkesutsatt, og at det er i de kystnære områder ulykkene skjer oftest.

– Neste mål er å analysere de teknologiske systemene som benyttes for alarmering. Og ikke minst hvilke varslingsmetoder som egner seg best i de ulike geografiske områdene, sier Fjørtoft.

Trenger flere innspill

Forskerne gjennomfører også en spørreundersøkelse om hvordan det teknologiske utstyret blir brukt.

– Det vi ser er at mange av løsningene er for kompliserte og vanskelige å håndtere når ulykken er ute og det er behov for hjelp. Dette forteller at også produsentene av utstyr har noe å lære og helt klart kan forbedre sine produkter, sier forskeren.

Nå ønsker han at flere som har erfaring fra en alarmering eller varsling til sjøs tar kontakt med dem og deler sine erfaringer.

– Spesielt ønsker vi innspill fra de som har kunnskap og historier fra de nordlige breddegrader, eksempelvis kan det være alt fra manglende dekning, til opplevelsen av at nødmeldingen ikke ble håndtert riktig.

– Håpet er at vi sammen med bransjen kan peke på forbedringsmuligheter i form av teknologiske nyvinninger, bedre infrastruktur for kommunikasjon og bedre prosedyrer for hvordan ting kan håndteres ennå mer effektivt enn i dag, sier Fjørtoft.

Har du et bidrag du vil dele med forskerne? Ta kontakt med prosjektleder: kay.fjortoft@marintek.sintef.no

Vannløpere er mestere i å hoppe rett opp fra en vannoverflate. Kan en robot klare det samme?

En internasjonal gruppe forskere har studert den naturlige eksperten for å finne ut hva som skal til for at en maskin kan komme seg opp fra vannoverflaten.

De laget en lett, liten dings som er ganske lik originalen: En insektlignende robot med lange, superelastiske bein som hopper 14 centimeter rett opp i lufta uten unødig plasking.

Svinger på beina

Det er vanskeligere enn det ser ut når vannløperen grasiøst skyver fra. Om den legger for mye kraft i frasparket, går beina ned i vannet, og den får ikke dyttet ordentlig fra for å komme opp i lufta.

Løsningen til vannløperen er å dytte forsiktig først, for så å øke kraften gradvis. Slik beholder den kontakten med vannoverflaten. Maks kraft ligger like under det motstanden i vannoverflaten tåler.

Et annet triks som vannløperen bruker, er å sveipe beina over flaten idet den sparker fra. Slik fordeler den kraften over en større flate og kan presse i lengre tid, noe som øker kraften uten fare for at den bryter vannoverflaten.

Etter å ha studert vannløperen nøye ved hjelp av et høyhastighetskamera, klarte forskerne å fange opp teknikken bak bevegelsen og etterligne den.

Energien til hoppet får roboten fra varme. Når temperaturen øker rundt roboten, endrer det stivheten i en kunstig muskel av nikkel-titan i robotkroppen, som deretter utløser bevegelse.

Dyr står modell

Det er langt fra første gang et insekt eller dyr står modell for roboter.

Katter, hunder, fugler, slanger, blekkspruter og maneter er bare noen av vesenene som har blitt imitert.

Flere forskere har også laget roboter som etterligner vannløpere før, men da har det vært for å få roboten til å flyte og fare over vannoverflaten. Hopping er nytt av året.

Denne gangen lot forskerne seg også inspirere av lopper. Den katapultaktige bevegelsen til loppa ga ideen til en hengslete robot som plutselig kan sette av sted.

• Les også: Verdens minste flygende robot

Tar over terrenget

Hva den hoppende roboten skal brukes til, kommer ikke klart fram av artikkelen som presenteres i tidsskriftet Science.

En forsker som ikke har vært med på studien, Dominic Vella fra England, kommenterer i samme utgave av tidsskriftet at det trolig er få situasjoner der myke roboter trenger å hoppe rett opp fra vannet.

Men roboten er i hvert fall et bidrag til at teknologien erobrer enda mer terreng.

Referanse:

Je-Sung Koh mfl: Jumping on water: Surface tension–dominated jumping of water striders and robotic insects, Science, 30. juli 2015.

Videoen øverst i saken er laget av Carla Schaffer, AAAS. Michelle Hampson forteller.