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.
 

Ei viktig oppgåve for økologar er å finna ut kva for nokre artar som er utryddingstruga og kva me kan gjera for å redda dei. For å lukkast med dette må me forstå kva som kan føra til svingingar og nedgang i populasjonsstorleik. Denne kunnskapen vert nytta til å utvikla modellar som kan føreseia veksten og utviklinga til populasjonar over tid.

På Senter for Biodiversitetsdynamikk på NTNU forskar me på faktorar som påverkar sannsynet for at populasjonar døyr ut, og arbeidar med å utvikla betre modellar for å rekna ut kor lenge ulike populasjonar er venta å overleva. Blant anna forskar me på korleis tilfeldigheitar kan påverka sårbarheita til ein populasjon og kor mykje det har å seia for populasjonsveksten at individ innanfor populasjonen er ulike.

Tilgjengelig etter 20. september.

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.

Algar veks i mange ulike artar langs heile norskekysten, og for mange er det ukjent kor mykje forskjellig me faktisk kan bruke dei til. På Tareplattformen ved NTNU jobbar me som er bioteknologar og kjemikarar med å betre forstå korleis me kan nytta spesielt brunalgar til nye formål. Me prøver særleg å forstå kva strukturen til karbohydrata i brunalgar har for samanheng med den biologiske aktiviteten forskarane finn hos dei.

I algar finst det nemleg fleire typar karbohydratar, og desse har ulike eigenskapar som er nyttige i kvardagen for oss. Visste du at ingrediensar frå raudalgar finst i både sjokomjølk og hudkrem? Og at alginat frå brunalgar kan vere i vitaminkapslane du et? Det fins til og med moglegheit for at enkelte karbohydrat frå taren kan bli vår nye medisin!

Parasitten lakselus er en stor utfordring i lakseoppdrett i dag, og det brukes store ressurser på både forebygging og behandling mot lakselus. Behandlingene kalles avlusinger, og det finnes ulike metoder. De vanligste metodene er mekanisk avlusing der lakselusa fjernes ved hjelp av spyling, termisk behandling der laksen sendes gjennom et bad med varmere vann, og ferskvannsbehandling der laksen holdes i ferskvann for å for å fjerne lusa. Ingen behandlinger er 100 % effektive, noe som betyr at det alltid er noen lakselus igjen på fisken etter avlusing.

Hvor stort er potensialet for videre smitte fra lakselusa som fortsatt er på fisken etter behandling? I et forskningsprosjekt undersøker vi i «Taskforce lakselus» dette, og i tillegg samler vi inn informasjon om fiskevelferd og andre faktorer fra avlusingsoperasjonene. Alt dette settes sammen for å finne ut mer om hvilke avlusingsmetoder som er best under ulike betingelser.

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.  

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 Fermis paradoks, og er et problem de fleste astronomer frustreres av.

Idag 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 det kommende året. Kanskje de vil gi oss svar. Men hvordan lete etter noe vi ikke vet hvordan ser ut?

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 i dag. 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.

Mange moderne materialer og teknologiske nyvinninger er kun mulig gjennom å forstå hvordan materialene er bygd opp på nanometer nivå. Kvanteprikker i solceller, nanotråder som lasere eller UV-kilder, moderne metallurgi, nano-magneter, batterier, grafen, og prosessorer i datamaskiner er eksempler på slike materialer og teknologier. Hvordan har det seg at man egentlig kan vite så mye om disse materialene på så små lengdeskalaer?

Ved NTNU har vi avanserte transmisjonselektronmikroskoper som er et av flere viktige verktøy for å lære mer om materialer på nano-nivå. Med disse mikroskopene kan vi studere materialer med enorm forstørrelse – vi kan til og med ta bilder der vi kan se enkelt-atomene i materialene vi studerer! Lær mer om fysikken bak selve mikroskopet og hvordan fysikere arbeider for å få svar på viktige spørsmål innen materialfysikk.

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.

NB! Dette temaet er tilgjengelig i perioden mars–mai.

Plantar har i tusenvis av år brukt organiske fargestoff, til dømes klorofyll, til å fange sollys og gjere det om til energi. Dette var inspirasjonen bak utviklinga av «dye-sensitized solar cells», her vert organiske fargestoff kopla saman med ein uorganisk halvleiar for å lage solceller. Solcellene bruker også organiske fargestoff til å fange sollys for å gjere det om til energi, forskjellen er at det vert danna straum og ikkje biomasse slik som i plantane.

På laben brukar me det me har lært om organisk kjemi for å designe nye og betre lysfangarar, samt korleis me kan framstille dei. Målet er å lage organiske fargestoff som absorberer mest mogleg av lyset som kjem frå sola, med andre ord så mørke som mogleg, slik at solcellene utnyttar mest mogleg av energien frå sola.

Opptil 10 % av aluminiumet som produseres fra råmaterialer i dag, går tapt under produksjon. Mye forsvinner til oksidasjon av aluminium, da aluminiumsoksid er mer stabilt enn rent aluminiumsmetall. I 2020 ble det i Norge brukt 18,2 TWh strøm på å produsere 1,3 millioner tonn aluminium. Det tilsvarer en strømkostnad på 9,1 milliarder kroner, i tillegg til alle kostnadene knyttet mot råmaterialene og de andre ingrediensene. Det betyr at vi sløste bort 910 millioner kroner på tapt aluminium.

Dette tapet ønsker jeg å gjøre noe med, og derfor forsker jeg på hva som faktisk forårsaker at vi mister så mye aluminium, og ikke minst: Hvordan kan vi unngå å sløse bort så mye metall, materialer og energi i fremtiden?

NB! Dette temaet er ikke tilgjengelig i mars.

Hvordan og hvorfor lager vi drivstoff fra fornybare materialer? Utgjør det en forskjell?

For å redusere det fossile fotavtrykket i flyindustrien, så må nye og mer bærekraftige metoder anvendes for å produsere det nødvendige drivstoffet.
I mitt forskningsprosjekt så forsker jeg på hvordan vi kan lage fornybart og bærekraftig flydrivstoff fra fornybare råmaterialer slik som tømmerstokk og andre plantevekster. 

For å lage flytende drivstoff så må først tømmeret smeltes i en prosess som kalles pyrolyse, hvor tømmeret varmes hurtig opp til 500°C uten oksygen for å lage gass, tjære og kull. Denne tjæra som blir produsert kan videre omdannes til flydrivstoff ved hjelp av en katalysator og hydrogen. Det ferdige flydrivstoffet blir da blandet med fossilt flydrivstoff for å redusere den totale mengden fossilt drivstoff brukt i flytrafikken.

For å få til dette må både ny teknologi utvikles, og den kjemiske forståelsen må forbedres.