Forskningsbloggen

Kolnanorör är flitigt förekommande på den materialvetenskapliga frontlinjen. Det avspeglas också här på forskningsbloggen, där de är ett av de oftast behandlade ämnena. Nanoteknik är i mångas ögon ganska kontroversiellt på grund av de hittills tämligen okända miljö- och hälsoeffekterna. Partiklar i nanoskala (< 0,1 μm) är så små att de lätt tas upp av kroppen och effekterna av detta är ännu inte särskilt väl kartlagt. Särskilt stor uppmärksamhet i det här sammanhanget får kolnanorör. Dels för att det är en av få typer av nanopartiklar som faktiskt framställs kommersiellt, men kanske framför allt för att de geometriskt påminner om (ännu vassare) asbestfibrer, som är totalförbjudna i Sverige på grund av sina toxiska och cancerogena effekter på lungorna.

Kolnanorör har omgärdats av särskilda krav redan tidigare, och nu rapporterar Ny Teknik att man har påvisat cancerogena effekter på liknande sätt som hos asbest.

I ett mekaniskt urverk är det ankargången som gör att visaren rör sig stegvis med en jämn hastighet. Det är en finmekanisk utrustning som omvandlar en rotationsrörelse hos gånghjulet till en pendlande rörelse hos ankarhaken.

Principen är 250 år gammal, men konstruktionen utvecklas fortfarande. En stor teknisk utmaning ligger i slitaget mellan gånghjul och ankarhake. Det är svårt att undvika en glidande kontakt och därför behövs smörjning och slitagetåliga material; ankarhakens kontaktpunkter består till exempel ofta av rubiner. Så sent som för tio år sedan kom Omegas koaxiella ankargång som minimerar de glidande rörelserna i systemet, men det finns också andra lösningar. Den svenska klocktillverkaren Arlanch presenterade nyligen en ankargång med inbyggd grafitsmörjning, där rubinerna är belagda med ett grafitskikt som överförs till gånghjulet via den mekaniska kontakten.

Nu var det verkligen ett tag sedan den här bloggen uppdaterades, men idag är det en glädjens dag för forskningssverige! Det är enligt Ny Teknik (nästan) klart att neutronstrålemikroskopet the European Spallation Source (ESS) kommer att placeras i Lund. Anläggningen kommer att ta ett antal år att bygga men på sikt kommer den att sysselsätt tusentals forskare och göra Lund till ett världscentrum för materialforskning. Kanske kan ESS få lika stor betydelse för Sverige som CERN har haft för Schweiz? Hög tid, dessutom, att Sverige får en europeisk institution tilldelat sig. Och tack till Norge och Danmark som hjälper till med finansieringen.

Jag har tidigare skrivit om sfäriska molekylstrukturer, s.k. fullerener eller buckyballs. De är i ropet på många sätt. Mest kända är varianter bestående av kol, men även andra grundämnen kan bilda den här typen av strukturer. I Angewandte Chemie (och Nature) rapporteras att man nyligen framställt fullerener av uran.

U-60 är sfäriskt, precis som sin vanligare kolkompis C-60. Intressantare är dock U-44, som är jordnötsformad. Väntar med spänning på att någon ska hitta en tillämpning för jordnötsformade urankristaller.

Ny Teknik rapporterar att man äntligen har hittat en vettig tillämpning för kolbollar. Man kan nämligen använda dem för att dopa vattenfilter för att förhindra att bakterier och smuts fastnar och sätter igen dem.

C-60

Kolbollar, fotbollsliknande sfäriska nanopartiklar av rent kol, upptäcktes pÃ¥ 1980-talet och ledde dÃ¥ till stor uppstÃ¥ndelse inom fysiken. Upptäckarna belönades senare med Nobelpriset. De finns i olika storlekar men den vanligaste formen C-60 bestÃ¥r av 60 kolatomer. De kallas fullerener eller ibland Buckyballs, som en homage till arkitekten Buckminster Fuller som gjorde sig känd för att studera – och bygga – geometriska strukturer liknande kolbollarna.

Kolnanorör kan användas till mycket, och jag har tidigare skrivit om att man har visat att de är kompatibla med mänskliga nervceller. Vid University of Southern California gÃ¥r man nu ännu ett steg längre, rapporterar NSF. Man bygger en syntetisk hjärna där kolnanorör fÃ¥r ta pÃ¥ sig rollen som nervceller. De fungerar ganska bra i den rollen. Tack vare sin geometriska struktur kan de förses med oerhört mÃ¥nga elektriska anslutningar i alla plan och alla riktningar och kan därigenom simulera synapserna i nervcellerna. Det är dock en bit kvar innan man kan bygga en fungerande hjärna. Den allra största utmaningen är att försöka efterlikna den verkliga hjärnans adaptiva förmÃ¥ga att bygga pÃ¥ sig själv och skapa nya nervceller och synapser där det behövs. NÃ¥gon sÃ¥dan teknologi finns över huvud taget inte – än.

Nasa har utsett polyimidskum till årets kommersiella uppfinning. Polyimid (PI) är ett plastmaterial med diverse utmärkta egenskaper som temperatur- och strålningsbeständighet, till exempel. Det har traditionellt använts mest som isoleringsmaterial i elektronik, etc. Nu har man emellertid börjat producera det i cellplastform och i den varianten har det goda förutsättningar att bli mycket användbart för diverse rymdfordon tack vare sina eminenta egenskaper.

Det är lite stiltje på forskningsfronten, verkar det som. Det var längesedan det ploppade upp nåt superintressant hos de källorna jag bevakar. Men det är tur att det finns grafen. Det dyker alltid upp nya rön om grafen. Nu rapporterar Science Blog om att Rensellaer Institute har lyckats framställa grafen med förutbestämda ledningsegenskaper. Normalt sett när grafen tillverkas så får delar av materialet metalliska egenskaper medan andra delar får halvledaregenskaper. Det här gör att det är svårt att få fram grafen som skulle kunna användas i elektroniktillämpningar. Nu har man dock visat att det går att välja om man vill ha en metall eller en halvledare genom att låta grafenet växa på ytor med olika kemikalisk förbehandling.

John Hart vid universitetet i Michigan har tagit fram en teknik för att framställa fantastiska mikroskopiska bilder. Genom att föra över en bild med hjälp av fotolitografi till en kiselyta och låta stående kolnanorör växa på mönstret har han bland annat gjort 0,5 mm små porträttbilder av Barack Obama (www.nanobama.com).

Nanobama. Källa: John Hart (http://www.nanobama.com)

Fler bilder av John Hart kan ses på www.nanobliss.com. En beskrivning på svenska av hans teknik finns hos Ny Teknik.

Grafen är på allas läppar nuförtiden (se tex tidigare bloggpost). Nu har forskare i Linköping hittat en ny smart metod för att framställa stora monoatomära skikt av grafen. Genom värmebehandling av kiselkarbid har de lyckats förånga kislet så att endast ett grafenlager återstår efteråt. Resultaten har publicerats i Physical Review B. En kort intervju med en av forskarna finns hos Ny Teknik.