Fremmede arter representerer en av de største truslene mot naturmangfoldet. Fremmede arter opptrer i stadig større antall i stadig nye områder, kan ha store samfunnsøkonomiske konsekvenser, og kraftige tiltak gjøres ofte for fjerning eller for å forhindre videre spredning. Samtidig representere slike invasjoner ofte en unik mulighet for vitenskapelige biologiske studier. Eksempler på spørsmål som kan besvares i slike undersøkelser er hvordan interaksjoner mellom arter kan være en faktor som regulerer vekst og størrelse på populasjoner, eller hvordan slike interaksjoner påvirker den genetiske sammensetningen i populasjoner ved å endre den naturlige seleksjonen. Hva skjer egentlig med arter som blir eksponert for en ny konkurrent eller predator? Ved Senter for Biodiversitetsdynamikk på NTNU studerer vi slike effekter av fremmede arter, med et særlig fokus på zooplankton i ferskvannsøkosystemer.

Klimaet i verden er i ferd med å endre seg, men de aller fleste dyr er tilpasset det miljøet de har utviklet seg i, gjennom evolusjon over veldig lang tid. Det er vanskelig å vite hva som kommer til å skje med dyrene i det nye klimaet, men forskning tyder på at det er veldig avhengig av nøyaktig hvordan de har tilpasset seg det miljøet de har opplevd tidligere.

På Senter for Biodiversitetsdynamikk på NTNU utvikler vi modeller som hjelper oss med å forstå hvordan ulike dyr kan bruke forskjellige strategier for å overleve og reprodusere i et miljø som endrer seg hele tiden, for eksempel fra dag til natt og fra sommer til vinter. Vi forsker også på hva som skjer når dyrene prøver å bruke de samme strategiene i det nye klimaet.
 

I bioteknologi bruker vi levende maskiner til å produsere de produktene vi ønsker. Mange forbinder bioteknologi med GMO og produksjon av medisiner, men denne teknologien er også viktig i matindustrien. På NTNU er det mange som forsker på hvordan man kan bruke bioteknologi til å få en mer bærekraftig utnyttelse av matressurser.

Norske fiskere har i mange hundre år fanget torsk og sei slik at vi kan spise filet, fiskekaker og fiskeboller. Det mange ikke vet, er at fileten kan utgjøre så lite som 1/3 av fisken. Hoder, ryggbein og slo blir enten kastet eller brukt til dyrefôr. Ved bruk av bioteknologi kan vi lage proteinpulver av disse restene, og maskineriet er enzymer fra ananas og papaya.

Dagens solceller har en effektivitet, dvs. hvor stor andel av solenergien som omdannes til elektrisk energi, på opp mot 30%.  Om man ønsker å lage bedre solceller enn dette, så må solcellene bygges opp på andre måter og det må utvikles helt nye type materialer. 

På NTNU prøver vi å lage en ny type materialer som kan gjøre at effektiviteten øker fra 30% til 45%.  Slike materialer er det bare forsket på i noen få år, og det er dermed mye man ikke vet, hverken om hvordan materialene skal være sammensatt eller hvordan de kan lages.  Det man vet er hvordan man ønsker at materialene skal oppføre seg når de absorberer sollys.  

Kvantemekanikk er både fascinerende og overraskende. Det er vår beste beskrivelse av hvordan verden er skrudd sammen og det blir stadig mer relevant for samfunnet vi lever i. Et eksempel er i datamaskiner, hvor kvantemekanikk nå tvinger oss til å revurdere hvordan vi skal gå videre.
 
En mulighet er å bruke elektronenes spinn istedenfor ladning til å sende informasjon. Slik kvante- og spinnbasert elektronikk kan potensielt være mye mer energieffektivt enn det som finnes idag, og det er noe av det vi jobber med å utforske på Center for Quantum Spintronics (QuSpin).

Hele 85% av massen i universet består av såkalt mørk materie. Vi vet ikke hva det er, men vi er rimelig sikre på at det eksisterer. Bevisene er mange: spiralgalakser roterer merkelig, galaksehoper har for høy bevegelsesenergi, og ikke minst, vi trenger det for å beskrive små tetthetsforskjeller i den kosmiske bakgrunnsstøyen. Likevel beskriver alle disse bare hvordan den mørke materien virker på vanlig materie gjennom gravitasjonskraften. Derfor brukes det i dag store ressurser på å prøve å lære mer om hvordan mørk materie vekselvirker med seg selv og vanlige partikler fra standardmodellen gjennom andre fundamentale krefter. Hvis vi oppnår dette, vil vi lære enormt mye om universets opprinnelse og hvorfor det ser ut som det gjør i dag. Noen mulige kandidater er massive partikler uten ladning, mikroskopiske svarte hull og sterile nøytrino.

CO₂ løser seg opp i væsker, og væsker egner seg derfor godt til å fange gassen. Tenk på kullsyre i kald og god brus. Kullsyren er jo egentlig bare CO₂ oppløst i drikken! En gruppe væsker som er eksepsjonelt gode til å fange CO₂ kalles aminer. Denne metoden kan brukes, og brukes allerede, til å fange CO₂ fra store utslippskilder, som for eksempel sement- og stålproduksjon og søppelforbrenning, eller energiproduksjon.
Forskere her på NTNU ser på hvordan disse aminløsningene kan bli enda mer stabile og effektive over tid enn de er nå, slik at prosessen kan bli enda bedre, billigere og tas i bruk over alt der den trengs.

Mitt forskningsområde er organisk kjemi, der målet er å syntetisere spesielle (kjente) legemidler og andre viktige molekyler ved hjelp av nye miljøvennlige og bærekraftige metoder. Enzymer fra f. eks sopp eller bakterier brukes som katalysatorer i kjemiske reaksjoner for å fremstille legemidlene i enantiomert ren form (vil forklares). Enzymene kan utføre reaksjoner titusen ganger raskere enn reaksjonene uten katalysator. Det er fordi små molekyler kan fanges inni hulrommet til enzymet og «ordne seg» slik at reaksjonsstedet (de funksjonelle gruppene) på de molekylene som skal reagere kommer nær hverandre og derfor kan reagere raskt og presist. For eksempel en alkohol og en ester kan reagere svært effektivt her, og det er en av reaksjonene vi utfører på vårt laboratorium. Enzymene er biologiske molekyler som kan reagere i romtemperatur og i vann, noe som sparer miljøet (og legemiddlebedriften!) for energi og for skadelige løsningsmidler og andre skadelige kjemikalier.

For tiden jobber vi med å utarbeide nye metoder for flere legemidler som brukes for å senke høyt blodtrykk og også for å bekjempe andre kardiologiske lidelser, såkalte betablokkere. For å finne ut om metodene er effektive og faktisk har gitt de ønskede synteseproduktene, benytter vi avanserte analysemetoder som dere også lærer om på skolen: gasskromatografi (GC), væskekromatografi (HPLC) og kjernemagnetisk resonans (NMR) m. flere.