Tang og tare ligger an til å kunne bli en ny, stor og bærekraftig industri i Norge. Forskning har utviklet metoder som gjør det mulig å dyrke tang og tare på tau i sjøen, særlig de to artene sukkertare (Saccharina latissima) og butare (Alaria esculenta). I 2020 ble det dyrket 200 tonn tare i Norge, mens det er estimert at i 2030 har vi teknologi som gjør det mulig å dyrke 4 millioner tonn tare. Det er veldig mye, og det er viktig at markedet er forberedt på å ta imot en så stor biomasse. Det hjelper ikke at taredyrkere produserer masse tare hvis de ikke har noen å selge den til. Vi er nødt til å skape et tang- og taremarked hvis vi skal kunne oppskalere taredyrkingsindustrien.

På Sintef Industri arbeider vi med å undersøke ulike kjemiske forbindelser i taren, og deres mulige anvendelsesområder. Taren inneholder flere interessante bioploymerer, som alginat, fucoidan, laminarin og cellulose. Det er mulig at disse kjemiske forbindelsene har bioaktive egenskaper, som for eksempel å virke antiviralt, betennelsesdempende og antibakterielt, egenskaper som kan være interessante å utnytte i både mat, fôr og medisin.

Populasjonar av ville dyr svingar i storleik frå år til år. Økologar la tidleg merke til at populasjonar ofte svingar i takt med einannan, sjølv når det er stor avstand mellom dei. Dette kan forklarast ved at miljøet som påverkar desse artane også svingar i takt over store område. Men viss det er så enkelt, burde vel alle artar svinga i takt? Alle artar som lever i det same området opplever jo i stor grad det same miljøet. Likevel viser det seg å vera store forskjellar mellom artar i kor synkroniserte populasjonssvingingane deira er over ulike avstandar. Dette kan påverka utdøyingssannsynet til artane.

På Gjærevollsenteret for framtidsanalyse av naturmangfald brukar me ein kombinasjon av modellering og dataanalyse for å forstå prosessane som driv endringar i naturmangfald. For å gjera dette må me blant anna forstå dei romlege prosessane som driv populasjonssvingingar, sånn som kvifor nokre artar svingar i takt over store område medan andre ikkje gjer det.

Evolusjonen har gjort at de fleste dyr er godt tilpasset det miljøet de lever i. De er til og med tilpasset alle forandringene i miljøet som skjer mellom de ulike årstidene. Med klimaendringene vil også årstidene endre seg både med tanke på når viktige endringer i naturen skjer og hvordan forholdene er innenfor en årstid. For eksempel smelter snøen mange steder tidligere enn før, men det kan også komme mer eller mindre snø enn det pleide å gjøre. Slike effekter av klimaendringene kan ha store konsekvenser for dyrene som opplever dem, men for å forstå hvordan dette vil påvirke de ulike artene må vi få oversikt over både positive og negative konsekvenser. Vi må også forstå hvordan dyrene reagerer og om de klarer å endre seg i takt med klimaendringene. 

Forskere bruker en kombinasjon av observasjoner, eksperimenter og modeller for å kartlegge hvordan artene påvirkes av klimaendringer i årstidene, hvordan og hvor godt de tilpasser seg, og hvorfor det er så store forskjeller mellom ulike arter. Ikke minst forsker vi også på hvordan vi skal klare å forutsi hva som vil skje når klimaet endrer seg enda mer i fremtiden.

Genomet er oppskriften til alt liv, består av DNA og befinner seg i cellekjernen. I løpet av livssyklusen til en celle skal genomet utføre en rekke forskjellige oppgaver. Når cellene deler seg skal det genomiske DNAet dupliseres, pakkes nøye sammen og fordeles likt til hver dattercelle. Mellom celledelinger skal de riktige strekkene av DNA oversettes til RNA og proteiner som hører til celletypen. Feil i disse prosessene kan føre til sykdommer som kreft og infertilitet, men det er fortsatt mye vi ikke forstår om hvordan dette skjer.

Forskere har beskrevet utformingen av celler og cellekjerner i lysmikroskop i over 200 år, men det genomiske DNAet er pakket så tett sammen at det først er helt nylig at vi har utviklet gode nok mikroskopimetoder at vi endelig kan nærme oss et svar på det grunnleggende biologiske spørsmålet: Hvordan organiserer cellene genomet sitt?

Tuberkulose er en infeksjon forårsaket av bakterien Mycobacterium tuberculosis, som tar livet av 1,5 millioner mennesker hvert år og dermed er den nest-dødeligste infeksjonssykdommen etter Covid-19. Men til forskjell fra Covid-19 så har tuberkulose eksistert lenge, kanskje like lenge som oss, og 1 av 4 folk i verden er faktisk smittet av M. tuberculosis og går med latent infeksjon uten symptomer. Det finnes behandling mot tuberkulose, men den består av flere typer antibiotika som må tas i flere måneder! Og vaksinen virker egentlig ikke. Så vi har en jobb å gjøre med å forske fram bedre behandling og nye vaksiner. Bakterien er en mester i å lure immunforsvaret, den flytter inn i immunceller kalt makrofager som egentlig har som hovedoppgave å bekjempe infeksjon.

Min forskningsgruppe bruker mikroskopi og andre cellulære og molekylære metoder for å studere samspillet mellom M. tuberculosis og våre immunceller i håp om å avdekke ny kunnskap som kan bane vei for utvikling av mer effektiv behandling. I tillegg forsker vi på immunforsvar mot andre infeksjoner, som HIV, Covid-19 mm. 

Jeg leder et senter for fremragende forskning, CEMIR, ved fakultet for medisin og helsevitenskap ved NTNU, der vi forsker på inflammasjon = betennelse. Betennelse oppstår når immunforsvaret i kroppen vår utfordres, og det er nødvendig for å tidlig bekjempe infeksjon og tilheling av skade. Men hvis årsaken til betennelsen ikke fjernes kan vi få kronisk betennelse og livslang sykdom. Min forskningsgruppe studerer infeksjonsforsvar, mens andre grupper ved CEMIR studerer inflammasjon i hjerte-kar sykdom, inflammatorisk tarmsykdom, kreft, og svangerskapsforgiftning.
 

Hvis du melder deg på denne øka, kan du velge ett av følgende tre tema (beskrivelse under):

• Ladde partiklers reise fra Sola til Jorda på elektromagnetiske felter
• Strålingsbalanse og klima på terrestriske planeter
• Hvordan lete etter liv på andre planeter?

Du får kontaktinfo og får velge tema etter påmeldingen er fulltegnet.
 

Ladde partiklers reise fra Sola til Jorda på elektromagnetiske felter

Elektromagnetiske felter omringer oss til enhver tid, her på bakken, rundt jordkloden vår, og ute i verdensrommet. Sola genererer det sterkeste magnetfeltet i vårt solsystem, og sender ut en konstant strøm av ladde partikler. Solas enorme magnetfelt styrer transporten av disse partiklene utover i vårt solsystem, og beskytter oss fra farlig galaktisk stråling.

Jorda genererer også sitt eget magnetfelt, og dette interagerer med solas felt og skaper komplekse prosesser hvor ladde solpartikler kan bli overført inn i vår magnetosfære. Vårt magnetfelt overtar da transporten, og leder partiklene ned i ionosfæren over polene. Om partiklene kommer så langt som ned i atmosfæren, kan de eksiterer atomer og lager nord- og sørlys.

Ved å observere og sammenligne nordlys på jorda og andre planeter kan vi lære mye om hvordan ladde partikler og elektromagnetiske felter i solsystemet oppfører seg og påvirker hverandre. Her i Norge har vi en utmerket posisjon for denne type forskning.
 

Strålingsbalanse og klima på terrestriske planeter

Strålingsbalanse er et energiregnskap som brukes av fysikere for blant annet å beregne en planets temperatur og klima. Modellering av en planets klima er et ekstremt komplekst problem, og jorda er mer kompleks enn de fleste andre. Atmosfæren vår består av mange forskjellige gasser med ulike egenskaper, og som eneste planet i solsystemet består jordas overflate av både steinmasse, biomasse og flytende vann. For å forstå klima på jorda og alle andre planeter, trenger vi nøyaktig kunnskap om atmosfærens komposisjon, overflatetyper og albedo. Dette settes sammen til en oversikt over planetens strålingsbalanse.

Andre planeter har ulik albedo og mottar andre mengder solenergi enn oss, og har dermed en annen strålingsbalanse. Mars, nå kald og tørr, var en gang veldig lik slik jorda er idag. Og Venus, med sin ekstreme temperatur og regn av syre, gir oss bedre forståelse av drivhuseffekten. Dermed, ved å observere mindre komplekse og terrestriske (jord-aktige) planeter, lærer vi stadig mer om vår egen verden og klimaets evolusjon.
 

Hvordan lete etter liv på andre planeter?

Et av de eldste spørsmålene vitenskap har prøvd å finne svaret på er om vi er alene i universet. Forskere har regnet ut at det finnes om lag 2 trillioner galakser i universet. Hver galakse har i gjennomsnitt 100 milliarder stjerner, og flesteparten av disse stjernene har planeter. Så om det finnes liv, hvor er de? Og hvorfor har vi ikke oppdaget dem? Dette kalles Fermi’s paradoks, og er et problem de fleste astronomer frustreres av. 

I dag ledes søket etter liv på andre planeter først og fremst av de store romselskapene i USA og Europa, NASA og ESA. Ved hjelp av teleskop, satellitter og rovere letes det både i vårt eget solsystem og utenfor. Ny teknologi har nettopp landet på Mars, og flere andre instrumenter er på vei til andre destinasjoner de kommende årene. Kanskje de vil gi oss svar. Men hvordan lete etter noe vi ikke vet hvordan ser ut?

Rundt jorden går det tusenvis av satellitter i bane, for kommunikasjon, navigasjon, jordobservasjon og mye mer. Men i tillegg finnes det massevis av «romsøppel», alt fra gamle satellitter og rakettrinn, til millionervis av små fragmenter som har oppstått fra kollisjoner, eksplosjoner av drivstofftanker og batterier, og andre uhell. Det finnes også tusenvis av mikrometeoritter i solsystemet som kommer inn i jordens bane i enorme hastigheter. 

Kollisjoner i bane rundt jorden skjer i gjennomsnitt med en hastighet på ca. 25 000 km/t, omtrent 10 ganger raskere enn et pistolskudd! I de hastighetene kan selv små sandkorn gjøre stor skade. Alle romfartøy som frakter astronauter har derfor skjold for å beskytte mot kollisjoner, og mange satellitter beskytter de viktigste komponentene. Hos de store romfartsorganisasjonene som ESA og NASA jobber man hardt for å lage de beste, letteste og mest effektive skjoldene for å holde astronauter trygge, og bruker avanserte modeller for å forstå fysikken i hva som skjer under kollisjonene.

NB! Dette temaet er kun tilgjengelig etter påske.

Skyer er enormt viktige for klima. De fungerer som store speil og reflekterer solstråler tilbake til verdensrommet før de rekker å varme opp jorda. Skyene har også en stor drivhuseffekt og hindrer jordstråling fra å forlate klimasystemet akkurat på samme måte som drivhusgassene vi mennesker slipper ut. Summen av disse to effektene gir skyenes innvirkning på strålingsbalansen. Nå er klimaet i endring og skyenes egenskaper og strålingseffekter endrer seg. 

Det finns et utall ulike skytyper på jorda – skyer av is, skyer av vann og skyer av begge deler. Noen skyer ligger høyt på himmelen og er tynne, mens andre ligger som tykke lag og strekker seg mange kilometer i høyden. Klimaendringene påvirker disse på ulikt vis og de nye skyene vil ha en annen effekt på klima. Det betyr at et varmere klima har skyer som avkjøler enten mer eller mindre enn i dag. Små variasjoner i mengden skyer, hvor de ligger eller hvor tykke de er, har store utslag på temperaturen på jorda. Vi forskere jobber med å forstå hvordan skyene vil se ut i fremtiden og om endringene vil forsterke global oppvarming eller bidra til å redusere den. 
 

Solenergi er den fornybare energiressursen som vokser kraftigst i verden, og er også en av de teknologiene som er billigst å produsere. Det er forventet at mer enn 18 ganger mer energi fra sol vil bli produsert i 2050 enn i 2018. Produksjon av solcellepanel for denne økningen vil kreve enorme mengder materialer som glass, silisium, aluminium og sølv. Solceller har en typisk levetid på 25–30 år, og vil dermed produsere fornybar energi over en lang periode. Men hva vil skje med de brukte solcellene, og skrot fra produksjon? 

I EU-prosjektet PHOTORAMA jobber vi med et resirkuleringskonsept med smarte og effektive løsninger som vil gjenvinne minst 98 % av solcellematerialene, og som forsker i SINTEF jobber jeg med den delen av solcellen som er metallisk. Jeg undersøker hvordan vi kan gjenvinne sølv, et viktig og dyrt metall som brukes i solceller for å lede elektrisitet i panelet. Vi benytter ufarlige kjemikalier til å løse opp sølvet i solcellene, for deretter å bruke løsningen i en elektrolyseprosess for å produsere rent sølv. Sølvet, og de andre resirkulerte komponentene, kan deretter benyttes i nye solceller eller andre produkter, og sikre Europas tilgang til materialene som trengs for fremtidens utnyttelse av solenergi.

Oppladbare batterier er essensielle i elektriske kjøretøy og ligger også an til å bli viktig for å kunne lagre energi fra fluktuerende fornybar energi som vind- og solkraft. Men hvordan fungerer egentlig disse batteriene, og hvor mye energi er det egentlig mulig å lagre i et batteri?

Selv om det finnes mange ulike batterikjemier og batteriteknologier er det foreløpig Li-ionebatterier som dominerer markedet for oppladbare batterier. I denne presentasjonen vil dere derfor få en introduksjon til hvordan denne batterikjemien fungerer og til hvordan produksjonen av Li-ionebatterier har utviklet seg siden oppfinnelsesåret 1991. I tillegg vil dere få en innføring i teoretiske og praktiske begrensninger for hvor mye energi som kan lagres i et Li-ionebatteri. Er det f. eks mulig med en elbil som kan kjøre 2000 km per oppladning? Bli med og finn ut av det!

Europa leder an i overgangen til det globale, grønne skiftet. Nye geopolitiske spenninger har fått oss til å jobbe målrettet for å bli mer uavhengig av strategiske ressurser fra tredjeland, som Kina og Russland. Hvor er Norge i dette bildet?

De fleste vet at Norge er en viktig nasjon for forsyningen av olje, gass og fisk. De færreste vet at vi også er Europas største produsent av råvarer som aluminium, silisium og manganlegeringer. Alle er viktige byggesteiner i en fremtidsrettet grønn økonomi. EU er tydelig på at Europa i størst mulig grad skal være selvforsynt, og at materialer må gjenbrukes. Fremtidens fornybare energisystem er mer materialbasert enn dagens fossile løsning. Derfor må vi maksimere verdien av disse råmaterialene ved å forvalte dem fra a til å. Vi må ha lukkede materialkretsløp, null-utslipp og gjenbruk av alt som i dag beskrives som avfall.

Ett eksempel på en sirkulær prosess som jeg som senior forsker på NTNU jobber med er SisAl-prosessen. Dette er et EU-støttet initiativ for produksjon av silisium gjennom samspill med aluminiumsindustrien. En såkalt industriell symbiose der aluminiumsindustrien fungerer som både råvareleverandør av sidestrømmer og sluttbruker av silisium med sterk redusert miljøfotavtrykk.

How can we use clays in the capture of CO₂, cleaning of rivers and in novel batteries?
We can find elegant solutions how to deal with these problems using nanomaterials, that can be even found in your garden.
 
If you think about clays, you probably have in mind pottery or phase masks. However, when we look at structure at the nanoscale, several types of clays can be used to ‘do magic’ and perform as fantastic sustainable and cheap nanomaterial that can be used in many ways, starting from the easy applications up to the smart electronic devices and offering solutions for environmental challenges.
 
I will talk about how we can sustainability capture and store CO₂, remove antibiotics from water and turn pollution of rivers by toxics dyes into the well performing batteries using clays and materials derived from these.

NB! This session is held in english.