tips om kemijulkalender

Eftersom det snart är första advent så jag tycker det passar bra att tipsa om en julkalender med mer naturvetenskapligt tema än TVs och radios. En student i Lund har gjort en kemijulkalender där man genom att klicka på en luckorna kommer till en film som visar kemiexperiment. Man kan inte börja öppna de riktiga luckorna förrän den dag de ska öppnas men som ett smakprov finns en lucka "0" som man kan öppna redan nu. På Lunds universitets hemsida finns mer information. Jag tycker detta är ett lysande initiativ och kommer att följa julkalendern under december och hoppas att fler gör det.

Jubileumsdag för Darwin

Att 2009 är ett jubileumsår för Charles Darwin har väl de flesta redan läst om, men jag tänkte uppmärksamma att det faktiskt är idag som är den stora jubileumsdagen. Det var nämligen den 24 november 1859 som hans berömda verk "Om arternas uppkomst" gavs ut.

Tidskrävande, långsamt och oförutsägbart

Via Skor längtar ut läste jag en artikel i PLoS Biology om problemen med dagens system för forskningsfinansiering. Den beskriver väl ett system som de flesta forskare älskar att hata; ett system där ansökningar om forskningsmedel tar månader i anspråk och sedan kan ge avslag utan någon vettig förklaring: projektet är bra, med du är för ung, fick en bekant nyligen läsa om sin ansökan (uttryckt i något fler ord).

Ett stycke i artikeln som belyser problemet med finansieringssystemet är detta:

I was counselled to produce a detailed, but straightforward, program that seemed realistic—no matter if it were science fiction. I had not mentioned any direct application of our work: we were told a plausible application should be found or created. I was also advised not to put our very best ideas into the application as it would be seen by competitors—it would be safer to keep those ideas secret.

Numera är man i det närmaste tvungen att kunna visa på direkta applikationer av sin forskning - nästan inga pengar finns åt "curiousity-driven research". Man måste dessutom drömma ihop en tidsplan över hur många månader som skall spenderas på varje steg i en plan med kanske 10 steg, under de närmaste tre åren. Vem vet det? Man är tvungen att satsa på framsteg genom mycket små steg. I EU-finaniserade projekt är det vanligt att man tvingas stå till svars för att inte levt upp till den ihopdrömda planen.

Naturligvis krävs ett system för att finansiera bra forskare och sålla ut de mindre bra, men dagens metod, som blir värre och värre för varje år, är inte rätt. Finansieringsgången är oförutsägbar och oerhört tidskrävande. Att skriva en ansökan kan ta månader, sedan får man vänta ytterligare ett halvår innan man vet om man får några pengar. Under den tiden kan man inte skicka in en parallell ansökan. Därför gäller det att ha flera olika projekt på gång så att all finansiering inte hänger på en tråd. Men det innebär fler ansökningar - mer tid borta från labbet. Det är numera i det närmaste omöjligt att hitta en professor som har tid att arbeta i labbet. De bästa forskarna är helt och hållet administratörer.

Och problemet hänger till stor del samman med publiceringskulten; så mycket handlar idag om bibligrafiska data: Hur många artiklar har du publicerat; hur väl citerade är de; vad har tidskrifterna för impact factor o.s.v. Ytterligare ett citat ur den läsvärda artikeln:

At the moment, evaluating individuals and departments rewards those who produce many articles, mainly because counting papers is so much simpler than reading them. Over 20 years, this mismeasurement of science has wrought a sea change in practice: no longer are communication and record the primary purposes of publishing; instead, we now use papers as tokens to get jobs and funding.

Något måste göras åt situationen vad gäller publicering och forskningsfinansiering. Jag har inga direkta svar, men som det ser ut nu riskerar vi att förlora de bästa forskarna och kvar blir bara de bästa försäljarna. Jag känner till forskare vilkas artiklar är fulla av felaktigheter, genvägar och utelämningar. Men de är framgångsrika forskare - de publicerar mycket även om forskningen skulle mått mycket bättre av färre och mer genomarbetade artiklar.

Vetenskap och murar

Intressant läsning i förra numret av Chemical and Engineering News: Om att försöka göra vettig forskning i totalitära samhällen. Chemistry behind the wall.

Hur man skriver en ansökan om forskningsmedel

På Cosmic variance ger Julianne det ultimata tipset på hur en framgångsrik ansökan ser ut. Den har följande struktur:

1. Topic X is important and interesting.
2. But.
3. This is how we will address “But.”

Och, avslutar hon, kan du inte tvinga in din ansökan i det här formatet kanske du borde gå tillbaka och tänka över saken.

Slutspillt!

Via the physics arXiv blog fann jag en artikel [1] från Lydéric Bocquets grupp i Lyon där de en gång för alla löser ett av mänsklighetens stora dilemman: att stoppa droppet när man häller te ur en kanna. Bocquet gör mycket intressant forskning om vätskor och ytor och publicerar i tidskrifter som PRL och Nature om saker som fysiken bakom att kasta smörgås. I det här fallet knyter det också samman med det jag sysslade med i Frankrike - superhydrofoba ytor och elektrovätning.

Anledningen till att te (eller andra drycker) gärna rinner ner längs kanten på kannan istället för rakt ner i muggen/glaset har sysselsatt forskare länge. Redan1957 publicerade matematikern Joseph Keller en teori om vad som ligger bakom, och fler försök har gjorts sedan dess. Bocquet menar att det är "hydrokapillära effekter" som ligger bakom droppet. Sedan tidigare är det visat att tjockleken på pipen och ytan vätningsförmåga inverkar på hällförmågan, speciellt vid läga hällhastiheter. Dessa komponenter bestämmer tillsammans hur stark den hydrokapillära effekten är och Bocquet och hans medarbetere undersöker även lägsta möjliga hällhastighet för olika ytor med olika tjocklek. Sedan konstruerar de en tekanna med en superhydrofob yta som stöter bort vattnet och häller perfekt rakt i koppen vid alla hällhastigheter.

Det coolaste är dock att de även visade att med hjälp av elektrovätning kan man genom att lägga på en spänning mellan vätskan och ytan ändra vätningsförmågan och på så sätt sätta på eller stänga av droppandet som man vill. Något för att frustrera ovetande tegäster?

Nu väntar vi bara på en droppfri whiskyflaska. Och då alkohol och vatten har olika vätningsförmåga kanske vi måste vänta ytterligare några decennier...

[1] C. Duez, C. Ybert, C. Clanet, L. Bocquet, Beating the teapot effect. arXiv:0910.3306v1 [cond-mat.soft]
[2] J.B. Keller, Teapot effect. J. Appl. Phys. 28, 859 (1957); doi:10.1063/1.1722875


Andra bloggar om: vetenskap, fysik, hydrodynamik, te, tekanneeffekten.

Är nanopartiklar farliga?

Hur farliga är nanopartiklar egentligen? Det enkla svaret är att det vet vi inte. Klart är att nanopartiklar kan ha helt andra egenskaper än större mängder av samma material, det är bland annat det som gör de så attraktiva i olika tillämpningar. Men om partiklarnas egenskaper är beroende av deras storlek ställer detsamma till problem när det gäller hälsoeffekter - det räcker inte att veta att materialet är ofarligt i bulk, små partiklar kan vara farliga. Silver är inte giftigt; det är hyfsat inert och används bl.a. som dekoration på t.e.x. choklad (E174). Men i nanopartikelform är det bakteridödande och tillsätts till textilier, tvättmaskiner, tandkräm och så vidare...

Det finns ganska mycket indikationer på att många nanomaterial är hälsofarliga. Kolnanorör, som till formen påminner mycket om asbest, har länge misstänkts kunna ge liknande skador. Vissa undersökningar pekar åt det hållet, även om riskerna ofta överdrivs. Så är det när man vill ge braskande rubriker och en bra story. Fast man undrar om det inte istället oftare är så att man ignorerar potentiella risker. När man hittar silvernanopartiklar överallt, fullerener i hudkräm och "Nano-Stretch Networks" (vad det nu är) i make-up och mycket mer, undrar man om det verkligen är helt säkert.

Det finns indikationer på att silvernanopartiklar kan orsaka skador på DNA hos däggdjur (ref i [1]). En läsvärd artikel i Journal of Nanobiotechnology (open access) [2] tar upp kända och okända risker med nanomaterial. Nyligen kunde man också läsa om hur två kinesiska kvinnor dött och ytterligare fem drabbats av permanenta lungskador efter ett arbetat oskyddat i en färgfabrik. I en artikel i European Respiratory Journal [3] skriver författarna att:

These cases arouse concern that long-term exposure to some nano particles without protective measures may be related to serious damage to human lungs.

Förhållandena i den kinesiska färgfabriken, som var oerhört smutsiga, kan naturligtvis inte jämföras med lite silverpartiklar i strumporna. Men man skall ändå ha i beaktande att riskerna inte är helt klara. När man köper fullerener eller nanorör till sitt labb är etiketten märkt med "Caution: product not fully tested." Nu går tyska miljöskyddsmyndigheten UBA och uppmanar till försiktighet, enligt en artikel i Süddeutsche Zeitung. (Även i Stern.) Man råder folk att

die Verwendung von Produkten, die Nanomaterialien enthalten oder freisetzen können, so lange zu vermeiden, wie ihre Wirkungen in der Umwelt und auf die menschliche Gesundheit noch weitgehend unbekannt sind
undvika användningen av produkter som innehåller eller frigör nanomaterial, så länge som deras inverkan på miljö och mänsklig hälsa i stora drag är okänd.

Man vill även ha en märkning av produkter som innehåller nanomaterial.

Som alltid gäller det att vara lite kritisk; att inte köpa reklamen rakt av, men heller inte att lyssna på skräckpropagandan. Det är som författarna skriver i inledningsartikeln till den nya tidskriften Nanotoxicology [4]

The rapid expansion of nanotechnology promises to have great benefits for society, yet there is increasing concern that human and environmental exposure to engineered nanomaterials may result in significant adverse effects. [...] These risks are likely to be different for different nanomaterials, ranging from perceived and very low for most, to real and very high for some. There are many questions that remain to be addressed, and we foresee for the future a continuing extended research in nanotoxicology. A full understanding of the hazard of NP will make a major contribution to the risk assessment that is so urgently needed to ensure that products that utilize NP are made safely, are exploited to their full potential and then disposed of safely. [min fetning]

Varken UBA eller jag tycker att man borde undvika nanomaterial helt och hållet. Det finns helt klart många fördelar med dem, såväl för miljön som för hälsa och användarvänlighet. Däremot så borde man kanske tänka sig för en extra gång och fundera över om de där nanopartiklarna verkligen tillför så mycket. I många produkter känns det som om det helt enkelt låter bättre att man använder nano-något.

UPPDATERING: Idag (23/10) publicerades en artikel i Aquatic Toxicology av danska forskare som visar att silvernanopartiklar kan orsaka respirationsstress hos abborrar.


[1] S. M. Hussain, J. J. Schlager, Safety Evaluation of Silver Nanoparticles: Inhalation Model for Chronic Exposure. Toxicol. Sci. 108, 223-224, (2009); doi:10.1093/toxsci/kfp032
[2] P. H. M. Hoet, I. Brüske-Hohlfeld, O. V. Salata, Nanoparticles – known and unknown health risks. J. Nanobiotechnol. 2, 12 (2004), doi: 10.1186/1477-3155-2-12[3] Y. Song, X. Li, X. Du, Exposure to nanoparticles is related to pleural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma. Eur. Respir. J. 34, 559-567, (2009); doi:10.1183/09031936.00178308
[4] G. Oberdorster, V. Stone, K. Donaldson K, Toxicology of nanoparticles: A historical perspective. Nanotoxicology 1, 2-25, (2007); doi: 10.1080/17435390701314761

Andra bloggar om: Vetenskap, nanoteknologi, hälsa, nanopartiklar

Föreläsningstips

För den vetenskapsintresserade som råkar ha lite tid (tex för att man är hemma och är sjuk) till övers kan följande rekommenderas:

Onlineföresläningar med massor av nobelpristagare. Allt på engelska förstås.

Blodidentifiering på brottsplatsen

Det är i alla fall i princip en möjlighet - i framtiden. I en artikel [1] i  Analytical Chemistry har två forskare lyckats använda Raman-spektroskopi för att bestämma från vilken av tre arter prover av torkat blod kommer. Det kanske inte låter så imponerande att kunna säga om blod kommer från en människa, katt eller hund, men det är en mätning som med andra brottplatsmetoder, som bygger på antikropp-antigen-analys, förbrukar en del av provet. Därtill kan de bara svara ja eller nej på frågan om det är mänskligt blod. För att bestämma art måste man göra analyser i ett labb. Raman, som bygger på att man skickar in laserljus mot sitt prov och tittar på vilka molekylvibrationer som sätts igång vilket syns i ljuset som reflekteras, är i princip en icke-destruktiv metod, även om det är möjligt att bränna sitt prov om man klämmer i med för hög lasereffekt. Det gör att även om man bara har mycket små mängder av blod kan man analysera det utan att förstöra provet för vidare analyser.

Ramanspektrumen från de olika blodproverna är mycket lika varandra, men med hjälp av statistisk analys av tre olika variabler kunde man med stor säkerhet säga om ett prov kom från en människa, katt eller hund. Vidare menar forskarna att de bara tittade på en del av möjliga signaturer i blodet.

“If you have a sensitive enough instrument, you could categorize blood based on composition,” says Almirall [an expert in analytical forensic techniques from Florida International University]. “Man or woman: there may be a signal in there associated with hormones. Smoker or nonsmoker: nicotine signals may be in there. [2]

För den här artikeln använde forskarna en avancerad Ramanspektrometer som definitivt inte är portabel, men handhållna instrument finns, även om upplösningen ännu är alltför låg för att fungera för blodanalys. Forskarna skall nu gå vidare med att analysera prover från donatorer för att se vilka parametrar som går att utläsa. Om det går som de önskar kanske verklighetens CSI i framtiden kan läsa av en blodfläck redan på brottsplatsen och tala om att den kommer från en vit kedjerökande man i medelåldern... and that's not the victim...

Artiklar (bakom betalvägg).
1. Virkler, K.; Lednev, I. K., Blood Species Identification for Forensic Purposes Using Raman Spectroscopy Combined with Advanced Statistical Analysis. Anal. Chem. 2009, 81, 7773-7777.
2. Gebel, E., Species in a snap: Raman analysis of blood. Anal. Chem. 2009, 81, 7862.


Andra bloggar om: kriminalteknik, vetenskap, kemi, CSI, spektroskopi.

Årets kemipris...

...var som så många gånger förr snarare ett biologipris än ett kemipris, om än för viktiga och spännande upptäckter. Nämligen ribosomers struktur och funktion.Ribosomer finns i cellerna hos alla levande varelser, och deras uppgift är att läsa av genetisk information och styra produktionen av proteiner.

Pristagarna belönas för att de lyckats fastställa hur ribosomer ser ut på atomnivå, med tekniker som röntgenkristallografi och elektronmikroskopi, för att såsmåningom producera tredimensionella bilder av ribosomerna på atomnivå.

Det här är en grundläggande biologisk upptäckt, som på sikt kan vara en del av den kunskap vi behöver för att komma tillrätta med problemet med multiresistenta bakterier. Och det är stora vetenskapliga framsteg som ligger bakom årets pris. Men det är tveksamt om det verkligen är är att klassificera som kemi. Å andra sidan kan ju en fysikalisk kemist glädja sig åt årets pris i fysik.

I år handlade det om ljus

Årets Nobelpris i fysik får väl sägas hamna i kategorin "alla känner till det". Sällan har väl ett fysikpris haft så direkt inverkan på folks vardag som de optiska fibrerna och CCD-detektorn.

Kinesen Charles K. Kao fick halva priset för att ha listat ut vad det var som begränsade hur långt man kunde skicka ljus genom en optisk fiber. Att glasfibrer kan användas för att leda ljus visste man redan på 1920-talet. Genom att ljuset totalreflekteras när det träffar en yta mellan ett optiskt tätt material (som glas) och tunnt material (t.ex. luft) i hög vinkel kan en stråle skickas genom en glasfiber även om den är böjd. Det är samma effekt som gör att en vattenyta ser ut som en spegel om man ser den underifrån. Men de tidiga fibrerna var inte tillräckligt genomskinliga; efter några tiotals meter återstod bara någon procent av ljuset som skickats in. Det duger inte för långväga kommunikation. Kao, som jobbade på Standard Telecommunication Laboratories i England räknade och mätte och kom fram till att det framförallt var orenheter i glaset som användes i de tidiga fibrerna som låg bakom den dåliga genomsläppligheten. Han föreslog därför att man skulle arbeta på att ta fram glas av ren kiseloxid, det som idag kallas kvartsglas. Kao insåg även att i tjocka fibrer får många olika svängningsmoder hos laserljuset plats. Även detta leder till spridningseffekter som begränsar hur långt man kan skicka signaler. Kao lyckade få gehör för sina idéer och utvecklingen av tunna glasfibrer i superrent glas där en tunn kärna med högt brytningsindex omges av glas med lite lägre brytningsindex utvecklades snart. Dessa singelmodfibrer är det som ligger till grunden för den fantastiska utvecklingen inom kommunikation vi sett de senaste decennierna. Den teoretiska gränsen för överföringshastighet i en optisk fiber ligger någonstans runt 12Tbit/s och även om vi än så länge bara kan utnyttja några procent av detta så är det ändå miljoner gånger mer än vad som är möjligt till exempel med radiovågor; det är inte konstigt att fibrerna är populära som informationsbärare. Idag används runt en miljard km optisk fiber för att skicka data jorden runt. När jag läste en kurs i fiberoptisk kommunikation för några år fick vi höra att runt om i världen lades ny fiber ut med ljudets hastighet, dvs ca 350 meter ny fiber varje sekund, dygnet runt.

Den andra delen av priset handlar också om ljus, men istället om hur man kan fånga det. CCD-detektorn har revolutionerat vetenskaper som astronomi, men även hur vi i vardagen ser på foto. En CCD är som alla vet detektorn i många kameror och gör jobbet att omvandla fotoner, ljuspartiklar, till elektroner som vi kan spara och behandla i våra datorer. Willard S. Boyle och George E. Smith som utvecklade CCDn arbetade på det legendariska Bell Labs när de fick idén efter timslångt brainstormingmöte. Det tog bara några veckor efter det tills den första prototypen tagits fram. Principen bygger på den fotoelektriska effekten som Einstein förklarade i en av sina artiklar från sitt annus mirabilis; när en ljuspartikel träffar ett material kan den slå loss en eller flera elektroner i materialet. Dessa kan man sedan detektera på olika sätt. En CCD består av en p-dopad kiselskiva (p-dopad innebär att ström leds av positivt laddade "hål" istället för elektroner) med en metalelektrod (gate). När en positiv spänning läggs på gaten trycks hålen bort och ett område kallat utarmningsomåde bildas. De elektroner som bildas när ljuset träffas detektorn "fastnar" i utarmningsområdet. Vanligtvis skulle elektronen snabbt träffa ett hål och förintas, men i utarmingsområdet, som fungerar som en brunn för elektroner, finns inga hål kvar. Därför kan man samla på sig elektroner där tills man är nöjd eller tills brunnen är full. Då kommer nästa trick bakom Nobelpriset. För att läsa av hur många laddningar som samlats i varje brunn flyttar man dem rad för rad till kanten av detektorn där de i en speciell läsrad flyttas vidare till en A/D-omvandlare som gör om antalet laddningar i varje brunn till en digital signal. Med hjälp av speciell mjukvara kan man sedan återskapa bilden från detektorn och spara den i digital form.

Det som framförallt gjort att CCDn revolutionerat vetenskap som astronomi är inte bara fördelen att bilden lagras digitalt utan även att CCD är oerhört känslig, därtill känslig för alla färger, från långvågigt infrarött till extremt kortvågigt röntgenljus. Idag är alla teleskop utrustade med CCD-detektorer och rymdteleskop hade inte varit möjligt utan dem. Kepler har en detektor med nästan 100 miljoner pixlar, men att tänka på innan du köper nästa kamera för att hänga med i megapixelracet är Hubble-teleskopet ursprungligen var utrustat med en 2,5MP-detektor - mindre än de flesta mobiltelefoner idag.

Värt att nämna i sammanhanget är hur årets priser verkligen illustrerar principen om att stå på jättars axlar. De optiska fibrerna hade inte fungerat om det inte varit för utvecklingen av lasern (NP 1964) och halvledarlasern (NP 2000). Och CCDn bygger på halvledarteknik (NP 1956) och integrerade kretsar (NP 2000) utan vilket vi inte haft datorer heller.

Andra bloggar om: Nobelpriset, fysik, vetenskap, CCD, optiska fibrer.

Varför försvinner inte kromosomerna

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin går till Elizabeth Blackburn, Carol Greider och Jack Szostak för deras upptäckter om telomerer och telomeras.

Frågan som deras forskning har svarat på är hur kromosomerna bibehåller sin längd. Det är nämligen så att då kromosomerna kopieras vid celldelningen så kommer inte den allra yttersta delen av kromosomen med, alltså blir kromosomerna aningen kortare för varje celldelning. Om detta var den enda processen så skulle kromosomerna naturligtvis försvinna tillslut, men de gör de ju inte så något måste finnas som hindrar detta. Detta något är telomerernas (kromosomändarnas) uppbyggnad av repeterade sekvenser (hos människan TTAGGG som upprepar massor av gånger) tillsammans med enzymet telomeras som bygger upp telomererna igen genom att sätta dit nya DNA-byggstenar.

Intressant nog så lyckades DNs Karin Bojs förutsäga pristagarna i en artikel som publicerades igår. Det blir spännande att se om fysik- och kemipristagarna också blir några som nämnts i hennes text.

Ig Nobel prisen

I väntan på den riktiga nobelprisen så kan man läsa om vilka som fått årets Ig Nobel pris som delas ut för upptäckter som först får människor att SKRATTA och sedan TÄNKA. 2009 års pris delades ut igår. Som forskare på Sveriges lantbruksuniversitet får jag väl speciellt nämna priset i veterinärmedicin som tilldelas brittiska forskare som visat att kor som har namn ger mer mjölk än kor utan namn. En komplett lista (på engelska) finns här.

Molekyler i fokus

I veckans Science¹, liksom på BBC och andra nyhetskanaler har man kunnat se den här spektakulära bilden på en molekyl, pentacen, avbildad med hjälp av ett atomkraftsmikroskop (AFM).

När jag först såg bilden trodde jag det var resultatet av en simulering eller liknande, men det är istället resultatet av massor av tålamod och hårt arbete. Och visst är det en jäkligt snygg bild‼!

För den som inte själv gjort AFM-mätningar är det kanske svårt att uppskatta jobbet som ligger bakom. En idé kan man få om man läser extramaterialet som finns online. Där beskriver de bland annat hur de tillverkar sina AFM-prober genom att plocka upp guldatomer, en och en, tills de har en bra, symmetrisk prob. I artikeln visar de också att ytbeläggningen på proben spelar stor roll för avbildningsförmågan. Även den beläggningen plockas upp atom för atom eller molekyl för molekyl.

I artikeln visar Gross et al. att man med ett AFM kan studera en molekyls struktur och laddningdensitet och kanske till och med bindningstal och -längder . I det här fallet har man valt en plan molekyl som ligger snällt still på ytan. Det skall bli intressant att se om de går vidare till mer avancerade strukturer. Författarna spekulerar i slutet av artikeln att man kanske kan använda tekniken till att studera reaktiviteten hos specifika positioner hos en molekyl eller att studera transport av enskilda elektroner genom molekylen.

Den här tekniken är dock långt ifrån att bli någon standardteknik inom den närmsta tiden. Det kräver inte bara ett AFM som arbetar i ultrahögt vacuum och temperaturer på 5K utan författarnas AFM är dessutom mekaniskt oerhört stabilt. De nämner siffror på att det driver mindre än 1 Å/timma (We observed (and compensated) vertical drift of less than 0.2 Å/h and lateral drift of less than 1.0 Å/h.), där en Ångström är ca diametern hos en väteatom. Med hjälp av samma instrument visade författarna i juli, också i Science², att de kan mäta laddningen på en enskild atom adsorberad på en yta. Men, förutom att det är spännande grundforskning, så är det även utvecklandet av instrumentet som är viktigt. Liksom utveckling inom Formel 1 till slut hamnar i först Mercedesen och sedan Fiaten på gatan så kan det här nog leda till intressant utveckling hos andra, mindre specialiserade (och superdyra), AFM.

För övrigt kan man nämna att IBMs labb i Rüschlikon utanför Zürich, där arbetet utförts, är det labb där sveptunnelmikroskopet uppfanns av Binnig och Rohrer, vilket gav Nobelpris i fysik 1986. Året därefter var det dags igen; Bednorz och Müller hade upptäckt högtemperatursupraledarna och labbet i Rüschlikon fick sitt andra Nobelpris i rad. Det är alltså ett absolut världsledande labb vi talar om. Därtill ett av de få ledande grundforskningslabben inom företagsvärlden, särskilt efter det legendariska Bell Labs (sex Nobelpris!) slagit igen den verksamheten.


¹ L. Gross, F. Mohn, N. Moll, et al., The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy. Science 325, 1110-5 (2009).
² L. Gross, F. Mohn, P. Liljeroth, et al., Measuring the Charge State of an Adatom with Noncontact Atomic Force Microscopy. Science 324, 1428-32 (2009).

 Andra bloggar om: fysik, nanovetenskap, AFM, vetenskap.

Choklad är nyttigt ...

... i alla fall om man haft hjärtinfarkt. Jag såg detta i dn och tänkte att det här måste jag läsa mer om. Så jag hittade artikeln i tidskriften Journal of internal medicine och det var intressant läsning så jag ska ge en kort sammanfattning som ändå säger lite mer än TTs telegram.

Forskarna har studerat 1169 patienter i Stockholm som överlevt en hjärtinfarkt mellan 1992 ocj 1994. Några dagar efter hjärtinfarkten fick de fylla i ett formulär med frågor om bl a hur ofta de åt choklad respektive andra sötsaker så som kakor, glass mm. Patienter med diabetes uteslöts för att inte blanda ihop effekten av sötsaker med eventuell efekt av diabetes (eftersom de råds att inte äta så mycket sött). Efter tre månade genomgick de en hälsoundersökning där man samlade in uppgifter om blodtryck, längd, vikt och tog blodprov. Forskarna har sedan följt upp hur många som har dött av hjärtsjukdomar och andra orsaker och hur många som haft hjärtinfarkt igen men överlevt. I de statistiska analyserna har de tagit hänsyn till bl a ålder, övervikt, rökning, komsumtion av alkohol, kaffe och andra sötsaker än choklad. Hur mycket choklad man åt var inte förvånande starkt korrelerat med hur mycket andra sötsaker man åt. Resultatet visar också tydligt att ju mer choklad man åt, desto mindre var risken att dö av hjärtsjukdom. Även den totala dödligheten var något lägre för chokladätare.

Som chokladälskare får jag naturligtvis vatten på min kvarn av sådana här resultat som stöder idén om att choklad är nyttigt. Även om jag lyckligtvis inte har haft hjärtinfarkt så tror jag att choklad nog kan vara nyttigt i alla fall. Om inte annat så är det ju gott.

Referens: Janszky et al. 2009. Chokolate consumption and mortality following a first acute myocardial infarction: the Stockholm heart epidemiology program. Journal of internal medicine 266:248-257

Ang att kejsarsnitt skulle ändra DNA

Idag har det figurerat en nyhet i de flesta tidningar jag sett där jag som genetiker känner att jag bör försöka klarlägga vad det handlar om. Det handlar om en artikel i Svenska dagbladet med rubriken "Kejsarsnitt kan ändra barns DNA" som sedan skrivits om i bla DN och Aftonbladet. Från alla dessa tidningsartiklar kan det vara svårt att förstå vad det handlar om. Pressmeddelandet från Karolinska institutet förklarar mer ingående, men för att vara helt säker på vad saken gäller så har jag läst publikationen i Acta Paediatrica. Det som det i själva verket handlar om är att barn födda med planerade kejsarsnitt har ökad metylering av sitt DNA i de vita blodkropparna vid födseln jämfört med barn födda med vaginal förlossning. Metylering innebär att metylgrupper (en kolatom och tre väteatomer) sätts fast på DNA spiralen. Metylering är en av de mekanismer som kan stänga av och på gener. Dvs det som forskarna på Karolinska har upptäckt är att det verkar vara så att barn födda med kejsarsnitt har fler avstängda gener vid födseln. De vet dock bara att den totala graden av metylering är större i de vita blodkropparna och inte vilka regioner av barnens DNA som är metylerade, dvs inte vilka gener som påverkas. Dessutom är det inte längre någon skillnad mellan de två grupperna barn efter några dagar. Eftersom de vita blodkropparna är en viktig del av immunförsvaret är det naturligtvis intressant att gå vidare med detta och undersöka om denna skillnad i hur generna är avstängda direkt efter födseln kan vara en del av förklaringen till ökad risk för t ex astma och allergier hos barn födda med kejsarsnitt.

Referens:

Schlinzig et al. Epigenetic modulation at birth, altered DNA-methylation in white blood cells after Caesarean section"

Acta Paediatrica 2009:98:1096-1099.

Superlins spränger diffraktionsgränsen

Enda sedan Ernst Abbe arbetade med Carl Zeiss mikrokoptillverkning har man vetat att det minsta avstånd mellan två föremål man kan upplösa är begränsat av diffraktionen till ungefär halva våglängden hos ljuset som man använder för att belysa objekten.

De senaste åren har man kommit på listiga sätt att komma runt diffraktionsgränsen, som bara gäller om man observerar föremålen på ett avstånd mycket längre än ljusets våglängd. Med tekniker som Near-field scanning optical microscopy (NSOM), som är en optisk variant av AFM där man fångar upp ljuset med en optisk fiber som man för mycket nära objektet kan man "se" föremål ner till tiotals nanometer. En annan möjlighet är att använda en så kallad superlins, med negativ permittivitet. Om den placeras tillräckligt nära objektet för att kunna fånga upp det ljus som snabbt dämpas kan man avbilda mycket små objekt, enligt samma princip som NSOM.

Den typen av lins förslogs år 2000 av John Pendry och lyckades realiseras av Nicholas Fang och hans medarbetare¹. De lyckades avbilda avstånd ner till en sjättedel av ljusetsvåglängd med hjälp av en silversuperlins. En begränsning var hur jämna man kunde silverlagren linsen är uppbyggd av. Nu har de just publicerat en artikel på arXiv² där de lyckas jämna till sina lager och når ner till en upplösning på en tolftedel av våglängden. I bilden nedan ser man ett kromgitter med 30 nm breda band, avbildade med UV-ljus med våglängden 380 nm.

Uppställningen för att göra det är inte helt enkel, utan består av ett system där objektet och linsen är fabricerade till ett stycke. Som bevis för att principen fungerar är det en fungerande uppställning, men för mikroskopi är det nog en del utveckling kvar.

Författarna spekulerar över att det i framtiden kommer att bli möjligt att följa molekylrörelser med ögonblicksbilder i optisk mikroskopi. Troligare är att tekniken med superlinser och närfältsavbildning kommer att få betydelse inom fotolitografi innan dess. Att kunna tillverka nm-stora mönster med optisk litografi är en mångmiljardindustri och jag är säker på att halvledarindustrin har örnkoll på utvecklingen inom området.

Referenser:
¹ N. Fang et al., Sub–Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens, Science 308, 534 - 537.
² P. Chaturvedi et al., Molecular Scale Imaging with a Smooth Superlens, arXiv:0906.1213v1.

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, optik, nanovetenskap.

Högskole- och forskningsministern avgår

Jag har precis sett att högskole- och forskningsministern Lars Leijonborg avgår. Här är länk till pressmeddelandet. Jag trodde redan för någon vecka sedan att han snart skulle avgå nu efter att det blivit klart att ESS ska byggas i Lund, och jag fick alltså rätt eftersom ESS nämns i pressmeddelandet. Kl 10.30 ska det vara en pressträff.

Att tysta sanningen i domstol

Det är säkert många som redan hört talas om författaren Simon Singhs dust med the British Chiropractic Association (BCA). Singh, författaren bakom populärvetenskapliga bästsäljare som Fermats sista sats och Kodboken och senast Trick or Treatment (Salvekvick och kvacksalveri), kritiserade i the Guardian BCA för att främja behandlingar vars effekt inte kan bevisas. Ordagrant skrev han:

The British Chiropractic Association claims that their members can help treat children with colic, sleeping and feeding problems, frequent ear infections, asthma and prolonged crying, even though there is not a jot of evidence. This organisation is the respectable face of the chiropractic profession and yet it happily promotes bogus treatments.

BCA svarade på det viset som verkar vara på modet nu hos organisationer med problem, de stämde Singh för förtal (libel). Till sin hjälp har de de brittiska förtalslagarna som ytterst starkt står på den kärandes sida och den svarande tvingas i princip bevisa sin oskuld. Förtalsmål avgörs som civilmål, vilket innebär att den förlorande parten kan tvingas betala sin motståndares rättskostnader, något som kan uppgå till hundratusentals pund. Det är alltså inte riskfritt att försvara sig om man anser sig stämd på felaktiga grunder.

I Simon Singhs fall handlar fallet i sista hand om betydelsen av ordet "bogus". Singh menar nämligen inte att BCA medvetet försöker lura folk till felaktig behandling, utan använder ordet bogus i betydelsen "not genuine", oriktig. BCA menar sin sida att bogus används i betydelsen "sham", vilket innebär en medvetenhet om metodens oriktighet - alltså att BCA är bedragare. I ett preliminärt utslag har domaren gått på BCAs sida. På bloggen Jack of Kent kan man läsa ur domslutet

What [Singh’s] article conveys is that the BCA itself makes claims to the public as to the efficacy of chiropractic treatment for certain ailments even though there is not a jot of evidence to support those claims. That in itself would be an irresponsible way to behave and it is an allegation that is plainly defamatory of anyone identifiable as the culprit. In this case these claims are expressly attributed to the claimant. It goes further. It is said that despite its outward appearance of respectability, it is happy to promote bogus treatments. Everyone knows what bogus treatments are. They are not merely treatments which have proved less effective than they were at first thought to be, or which have been shown by the subsequent acquisition of more detailed scientific knowledge to be ineffective. Bogus treatments equate to quack remedies; that is to say they are dishonestly presented to a trusting and, in some respects perhaps, vulnerable public as having proven efficacy in the treatment of certain conditions or illnesses, when it is known that there is nothing to support such claims.

Detta innebär att domaren tolkat betydelsen enligt BCA och att Singh nu tvingas försvara sig för en åsikt som han egentligen aldrig uttryckt. Om domaren hade gått på Singhs tolkning hade han haft bättre chanser att klara sig i en rättegång; det kan inte kallas förtal om man uttrycker en sanning. Men nu anser alltså domaren att Singh avsåg att BCA kände till behandlingarnas olämplihet och medveted ljög om detta.

Singh har ett tag våndats över om han skall överklaga beslutet (vilket kan bli mycket dyrt - över 1 miljon pund, mot kanske 200000 för att förlikas utanför domstol) och har nu bestämt sig för att göra det. Bakom sig har han ett upprop under titeln "The law has no place in scientific disputes" där en lång rad forskare, underhållare, författare, journalister och publicister säger

We the undersigned believe that it is inappropriate to use the English libel laws to silence critical discussion of medical practice and scientific evidence.

och fortsätter

we urgently need a full review of the way that English libel law affects discussions about scientific and medical evidence.

Bland signatorerna finner man bl.a. Richard Dawkins, Stephen Fry, Lord Martin Rees, Jocelyn Bell Burnell, Ben Goldacre från Bad Science, Ricky Gervais, Penn Jilette och många fler (läs hela här). Uppropet har bland annat lett till att fallet tagits upp is de stora tidningarna som The Times och The Independent. Fallet har även tagits upp i The Economist nyligen.

Själv tycker jag att det är den lägsta formen av feghet att inte våga stå upp för sina vetenskapliga argument i en ärligt debatt utan i stället försöka tysta sina motståndare i domstol. Jag hoppas att Singh vinner det här målet, annars kan det leda till att andra kritiker av pseudovetenskap och kvacksalveri väljer att vara tysta istället. Brittiska förtalslagar sträcker sig nämligen långt utanför Storbritannien. Det räcker att en bok (eller en blogg) som givit ut utomlands kunnat läsas i GB för att brittiska domstolar skall anse sig ha rätt att ta upp fallet.

Tyvärr tror jag att den här typen av metoder kommer att bli allt vanligare när det gäller att tysta kritiker och whistle blowers, inte bara i Storbritannien. Vi ser t.ex. hur skivbolag använder domstolar för att försvara status quo istället för att anpassa sig till en ny verklighet. Man kan kanske hoppas på att Streisand-effekten gör att den negativa uppmärksamheten överväger det man kan vinna med hotet om domstol.

Andra bloggar om: simon singh, pseudovetenskap, kvacksalveri, förtal. Intressant?

Så slipper du skilsmässa: Le!

Le och du slipper skilsmässa. Det är huvudslutsatsen i en studie gjord vid DePauw University i Indiana som snart publiceras i tidskriften Motivation & Emotion.

Lite mer komplicerat än så är det nu förstås. Men enligt studien tycks det finnas ett samband mellan avsaknad av leende på foton och en skilsmässa senare i livet, oavsett om det är foton från barndomen eller skolkatalogsfoton. Och även om skillnaden mellan de leende och de mindre glada är statistiskt säkerställd så är den inte så stor.

Dessutom så är det ju så att en korrelations existens är ju inte i sig ett bevis för att det finns ett verkligt orsakssamband bakom. Och det erkänner förvisso artikelförfattarna också i sin diskussion. Där tar de också upp en del andra svagheter i studien och konstaterar också att det kan finnas vissa kulturella skillnader - leenden ser inte likadana ut i alla kulturer, och inte alla kulturer uppmuntrar leendet som uttryck vid fotografering.

Utan att göra anspråk på att vara särskilt skolad i psykologi (några stackars veckors utvecklingspsykologi som ingick i mina 20 poäng pedagogik är det närmaste jag kommer) så tycker jag dock att det intressantaste är att man gör dessa bedömningar baserat på en enda bild av varje person. Oavsett hur det är med den verkliga korrelationen mellan fotografileenden och senare skilsmässor så är det ju möjligt att det är ett forskningsresultat som vi amatörfotografer kan ha viss nytta av att berätta om ibland...

Referens:
Smile intensity in photographs predicts divorce later in life
Matthew J. Hertenstein, Carrie A. Hansel, Alissa M. Butts, Sarah N. Hile
Motivation & Emotion, June 2009 issue

tecknad film om Darwin

Som en del av firandet av att det i år är 150 år sedan av Charles Darwins bok "Om arternas uppkomst" publicerades samt 200 år sedan han föddes finns nu också en tecknad film om Darwin. Den heter "Darwin on the evolution trail" och finns på engelska, tyska eller franska. Jag tittade på den nu på morgonen och tycker att den var riktigt bra så jag rekommenderar andra att se den. Tillsammans med 2 andra korta filmer om evolution finns den på www.evolution-of-life.com. 

Folsyra kanske minskar risken för för tidig födsel

Kvinnor som är gravida eller planerar att någon gång bli gravida rekommenderas att äta tillskott av folsyra för att minska risken för ryggmärgsbrock hos fostret. Livsmedelsverkets råd finns här. Eftersom folsyran gör mest nytta om den tas även innan en graviditet så bör alla kvinnor som kan tänkas bli gravida i framtiden äta folsyra. Tidvis har det diskuterats i Sverige att berika mjöl med folsyra precis som man gör i vissa andra länder men för ett par år sedan bestämde man sig för att inte göra det utan istället föreslog livsmedelsverket att det skulle delas ut gratis folsyra till kvinnor i åldern 18-45 år. Tyvärr har inga pengar avsatts till detta och istället sade sig livsmedelsverket i september förra året planera informationssatsningar tillsammans med socialstyrelsen för att få kvinnor i barnafödande ålder att äta folsyra. Ännu har i alla fall inte jag som är en kvinna i målgruppen sett något av denna informationssatsning. Nu har det publicerats en artikel i PLoS Medicine som visar att risken för att föda för tidigt minskar om mamman ätit tillskott av folsyra minst ett år före graviditeten. Minskningen var störst för de mycket för tidiga födslarna (mellan vecka 20 och 28). Ju längre tid kvinnan åt folsyra, desto lägre blev risken att föda för tidigt. Detta är intressanta resultat, men det bör påpekas att det som bevisats är en korrelation som bevisats och inget orsakssamband. Precis som författarna själva påpekar så kan det vara så att de kvinnor som väljer att äta tillskott av folsyra även på andra sätt lever mer hälsosamt och att det i själva verket är något annat som påverkar risken för för tidig födsel. Forskarna har korrigerat för en rad faktorer som till exempel rökning, ålder och utbildning, men det finns naturligtvis en möjlighet att någon annan okänd faktor påverkar. Hur som helst så tycker jag att detta är forskning som har ett allmänintresse.

Referens:

Bukowski et al. 2009. PLoS Med 6(5):e1000061

Stor forskningsanläggning i Lund

Igår blev det klart att forskningsanläggningen MAX IV ska byggas i Lund. Lunds universitet, region Skåne, Vetenskapsrådet och Vinnova har slutit ett avtal om finansieringen. Här kan man läsa vad Lunds universitet skriver. MAX IV ska byggas på Brunnshögsområdet i Norra Lund. Mer om MAX IV och de  uvarande anläggningarna MAX I, MAX II och MAX III finns att läsa på hemsidan för MAX-lab. Att MAX IV byggs anses öka chansen för att en annan stor forskningsanläggning, ESS, också byggs i Lund. Detta fokuserar DNs artikel på. 

Symposium om Darwin i Stockholm 19-20 maj

Jag vill tipsa om ett symposium om Darwin och evolution som hålls den 19-20 maj på naturhistoriska riksmuseet i Stockholm med anledning av att det i år är 200 år sedan Charles Darwin föddes. Det kostar inget att delta och en hel del kända forskare kommer att hålla föredrag.

Nanomuskler

I ett intressant papper publicerades i Science¹ i veckan visar Ray Baughman och hans kollegor i Texas att man kan tillverka band av kolnanorör som flexar som muskler när en spänning läggs över dem.

Baughman har tidigare visat att man kan göra nanorörsband ur en skog av nanorör genom att fästa en speciell tejp i kanten av nanotubskogen och helt enkelt dra ut ett långt band. Nanorören hålls samman av van-der-Waals-krafter. Nu visar han att om man spänner upp nanobanden, eller aerogelen som han kallar dem, och lägger en spänning över dem så stöter nanorören bort varandra och bandets bredd ökar till mer än det dubbla.

Nanobanden är intressanta för att de är mycket lätta, är starka som stål i längsled och elastiska som gummi på tvärenm därtill genomskilniga. Baughman förutser massor av olika användningsändamål med de flexande banden. Förutom för att förbättra artificiella muskler, även som elektroder till solceller.

Men en hel del arbete återstår innan praktisk användning. Banden flexar ut i tvärled när en spänning läggs på, men väldigt lite förändring sker i längsled. Därtill behövs en ganska hög spänning, någon kilovolt, för att få till den stora flexningen. I artikeln nämns heller ingenting om huruvida man man få "muskeln" att flexa om den är belastad, dvs kan den flytta något, eller fungerar det bara på ett obelastat band. Vi som jobbat med nanorör en längre tid och besökt nanorörskonferenser vet att förutom en duktig forskare så är Ray Baughman en mycket duktig försäljare som vet hur man får till stora rubriker. För några år sedan när nanobanden presenterades hade han planer på att använda dem till nästan allt. Det är möjligt att utveckling sker i spin-off-bolag, men man skall ta löftena om framtida applikationer med en nypa salt. (Det gäller ju f.ö. i allmänhet, och inte bara för Baughmanpapper.)

¹ A. E. Aliev et al., Giant-Stroke, Superelastic Carbon Nanotube Aerogel Muscles, Science 323, 1575. (länk, pren. krävs)

Nyhetsartiklar:
New Scientist, Nature News,

Andra bloggar om vetenskap, nanoteknik, kolnanorör, nanotuber, CNT. Intressant?

Stjärnklart

I ett en papper artikel i Science i veckan kan man läsa om hur stjärnklara himlar blivit alltmer ovanliga de senaste årtiondena. Det handlar om att stora mängder smog i luften blockerar ljuset. Forskarna har använt satellitmätningar över lång tid för att mäta atmosfärens optiska densitet. Det är framförallt i Asien som situationen förvärras. Bilden ovan tog jag på bergen över Seoul en sommardag för ett par år sedan. Den är inte färgjusterad. Men rapporten innehåller också lite positiva nyheter. I Nordamerika är situationen stabil och i Europa har man de senaste decennierna sett en förbättring av stjärnstyrkan.
Men det är inte bara smog som gör att många människor idag aldrig sett vintergatan sträcka sig som ett lysande band över himlen. I våra städer lyser vi upp himlen så att bara de allra starkaste stjärnorna klarar av att tränga igenom. Bilden ovan är ett montage av satellitbilder som visar jorden under natten. Det är fascinerande hur tydligt befolkningscentra framträder, som t.ex. Nilen och järnvägsrutterna genom Ryssland. Notera även hur Nordkorea nästan helt saknas på bilden. (Jättestor version finns här). Projektet GLOBE at Night syftar dels till att öka folks förståelse och kunskap om ljusförorening, dels till att med hjälp av medborgarvetenskap undersöka hur det står till med ljusförorening världen runt. Vill du delta är det bara att gå ut och leta upp Orion och jämföra vad du ser med magnitudkartor på siten. Sedan är det bara att knappa in din position och magnitud. Projektet pågår från idag (16/3) fram till den 28 mars. Globe som är en del i det internationella astronomiårets Dark Sky Awareness är ett av flera liknande observationsprojekt spridda över året.

I Pont du Bois i Lille, där jag hade dagens franskkurs såg det ut ungefär som nedan, dvs magnitud 3. Ganska förstörd himmel med andra ord.


Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, ljusförorening. Intressant?

(Natur)vetenskaplig (allmän)bildning

Jag har tidigare, på min egen blogg, filosoferat lite kring vad det där med allmänbildning egentligen innebär. Och efter att ha läst ett inlägg på Scientific Blogging har jag funderat lite mer över saken.

Det gjordes en undersökning här i USA om allmänhetens grundläggande naturvetenskapliga kunskaper. Resultatet? Endast 53% av amerikanerna vet hur lång tid det tar för jorden att gå ett varv runt solen. Och bara 59% vet att de första människorna och dinosaurierna inte levde på jorden samtidigt. För att ta två exempel. Man kan naturligtvis invända att de båda frågorna ovan bara är exempel på kunskaper som man kan minnas eller inte, och att de egentligen inte spelar någon roll för vår uppfattning om världen och hur vi förhåller oss till den. Och på ett plan ligger det något i det resonemanget - man behöver inte veta det förstnämnda för att vara framgångsrik molekylärbiolog och det andra har ingenting med en fysikalkemists dagliga verksamhet att göra.

Ändå tror jag att kunskap om en stor mängd "godtyckliga fakta" av samma karaktär som de ovan nämnda är viktiga, både för oss som är verksamma inom den naturvetenskapliga forskningen och för människor i största allmänhet.* Därför att alla dessa godtyckliga fakta tillsammans ger oss ett större perspektiv och en ökad förståelse för världen. Å andra sidan måste jag också hålla med dem som menar att det är nog så viktigt att ha förståelse för hur den vetenskapliga processen fungerar, och hur forskare faktiskt arbetar. Hur experiment och empiri leder till både slutsatser och nya frågetecken. Vad som är skillnaden mellan en vetenskaplig teori och en teori i ordets mer vardagliga bemärkelse. Det vore inte minst tacksamt här i USA där man allt som oftast hör påståendet att evolutionsteorin bara är en teori och följaktligen inte skulle ha större vetenskapligt värde än vilken annan tanke som helst.

Den som vill testa sin eget resultat på frågorna som amerikanerna fick kan göra det här. (På engelska, längst ner i högra hörnet.) Och den som är mer intresserad av att fundera över den vetenskapliga metoden kan kika in här, och göra Richard Carriers test. (På engelska.)

*Jag anser för övrigt också att det är rimligt att man vet ett och annat om konst och litteratur också, och även om jag är en ganska frekvent konstmuseibesökare så skulle jag absolut kunna bättra på mina kunskaper där...

Precisionsastronomi

Jag gillar att läsa om precisionsmätningar inom fysiken, kanske för att jag inte sysslar med det själv. I förra veckans Science¹ presenterades nya mätningar på avståndet till en dubbelneutronstjärna, PSR J0737-3039A/B.

PSR J0737-3039A/B är unik genom att det är den enda dubbelneutronstjärnan vi känner till där båda stjärnorna är mätbara pulsarer, dvs de skickar var sin radiopuls till oss med mycket jämna intervall. Stjärnorna, kallade A och B, har massor på 1,34 respektive 1,25 solmassor och roterar kring varandra på ca 2,4 timmar. Så det är ett våldsamt gravitationsspektakel man ser. Under sådana här förhållanden säger den allmänna relativitetsteorin (GR) att gravitationsvågor skickas ut. Genom att mäta om pulsarerna närmar sig varandra, dvs förlorar potentiell energi, kan man räkna ut hur mycket gravitationsvågor som de sänder iväg. Det ger en möjlighet att testa förutsägelserna från GR och andra gravitationsteorier i starka gravitationsfält.

Just på grund av att båda stjärnorna i PSR J0737-3039A/B är pulsarer gör att man kan mäta omloppsparametrarna med hög noggrannhet². Man vet t.ex. därför att omloppstiden inte är ca 2,4 timmar, utan snarare 8834,5349982(43) sekunder. Man kan också mäta att stjärnorna närmar sig varandra med en hastighet av 7 mm per dag (±1,4%). Är inte det oerhört coolt att man kan mäta något sådant. Men den uppgiften, och andra kan man testa GR till en noggrannhet på 0,05%.

I den nya artikeln har man med hjälp av VLBI mätt noggrannare var i Vintergatan PSR J0737-3039A/B ligger för att ta reda på hur den galaktiska omgivningen påverkar stjärnorna. Med hjälp av de nya mätningarna tror man att med hjälp av ytterligare långtidsmätningar av omloppsbanorna kan man nå 0.01% noggrannhet inom några år. Det sätter även strikta gränser för hur andra gravitationsteorier måste uppföra sig.

Men som sagt, jag tycker att det är urtufft att man över huvud taget kan mäta saker så noggrannt. :)

Referenser:
1 A. T. Deller, M. Bailes och S. J. Tingay, Implications of a VLBI Distance to the Double Pulsar J0737-3039A/B, Science 323, 1327-1329 (2009). (länk)

2 M. Kramer et al., Tests of General Relativity from Timing the Double Pulsar, Science 314, 97-102 (2006). (länk, fri access tror jag)

Läs även andra bloggares åsikter om astronomi, fysik.

Mindre kemi

En av de allra starkaste trenderna inom tillämpad kemi och fysik de senaste åren har varit inriktningen mot så kallad Lab-on-a-Chip-analys (LOC). Det innebär att man försöker tränga ihop så mycket analys som möjligt på ett chip kanske ett par kvadratcentimeter istället för att den utförs i ett dedikerat lab. Det har naturligtvis många fördelar; analysen kan utföras i fält, vilket kan vara livsavgörande när det handlar om medicinska undersökningar; utrustningen är billig och kan kastas efter användning, vilket minskar infektions- och kontamineringsrisker; man behöver små mängder av analyten, något som bl.a. spruträdda säkert uppskattar. Naturligtvis finns även nackdelar, främst att de små mängderna gör analys svårare och minska signal-brusförhållandet.

Det som gjort utvecklingen möjlig är naturligtvis mikroteknologins framsteg de senaste årtiondena och framförallt litografiska metoder som gör det möjligt att enkelt framställa små mönster i t.ex. plast- och epoxymaterial. För LOC bygger på mikrofluidik där man kan hantera mycket små vätskemängder, ofta i storleksordningen nano- till pikoliter (en droppe med diametern 1 mm har volymen 500 nl). Hur man förflyttar så små volymer på ett reproducerbart vis är ett forskningsområde i sig. Just nu jobbar jag på ett projekt där man flyttar droppar med elektriskt fält (EWOD). Men de små mängderna analyt ställer också krav på utveckling av analysmetoder. Utveckling av listiga metoder för att mäta små mängder av ett ämne sysselsätter en stor mängd forskare. Det kan synas t.ex. genom att tidskriften Lab on a Chip har på bara några år seglat upp som en högt citerad tidskrift (IF ~6).

Poängen med den posten var egentligen att peka på ett område inom forskningen som sysselsätter mycket forskare inom många olika discipliner, men som får ganska lite uppmärksamhet utanför forskningskretsen. Kanske beror det på apparaterna, när de fungerar, är ganska osynliga och sällan gör något väsen av sig. Tricorden ligger väl ännu långt in i framtiden, men små, snabba analyskit är definitivt en växande bransch.

Andra bloggar om vetenskap, Lab on a chip, kemi.

Kolnanorör för katalys

Kolnanorör har i många år sett som mirakelmaterialet som är superstarkt, med fantastiska elektriska egenskaper, och som skall leda till såväl rymdhissar som snabbare elektronik. Men nanorören har haft lite svårt att leva upp till hypen. Nåväl, i veckans Science¹ publicerades en artikel som visar på en ny möjlighet - som katalysatorer i bränsleceller.

I en bränslecell omvandlas ett bränsle (vätgas, glykol, metanol o.s.v.) till elektricitet i en kemisk reaktion. Eller egentligen två; en bränslecell har två avdelningar. På anodsidan oxideras bränslet, vilket innebär att det avger en eller flera elektroner. Dessa transporteras som användbar elektrisk ström till katodsidan där syre reduceras, dvs tar upp elektroner. För att öka effektiviteten i de annars långsamma reaktionerna använder man katalysatorer i katoden oftast baserade på ädelmetallen platina.

I den aktuella artikeln har man lyckats visa att kväve-dopade kolnanorör kan vara en mer effektiv katalysator för syrereduktion än vad platina är. Nanorör har länge använts i elektroder (jag forskar själv inom det området), mycket för att de ökar den effektiva arean, men man har även vetat att de har viss katalytisk effekt. Det nya är att kvävedopningen verkar öka effekten dramatiskt. Därtill är nanorörskatoden mer stabil över tid än platina-kol-katoden och okänslig för CO-förgiftning, något som är ett stort problem i praktisk användning av metanolbränsleceller.

Om man nu kan lyckas ta steget från mikroskopiska kvantiteter i labbet till storskalig användning skulle det kunna bli en lyckosam tillämpning av nanorör. Till skillnad från platina är nanorör en förnybar resurs och priset sjunker stadigt i och med att mer och mer tillverkning dras igång. Vi får se om nanorören äntligen lever upp till förväntningarna...

Läs även mer i New Scientist.

Ref:
¹ K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, och L. Dai, Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction, Science 323, 760-764. (abstract)

Andra bloggar om vetenskap, kolnanorör, bränsleceller, katalys.

Att utnyttja akademiska titlar i tveksamma sammanhang

Trots att jag egentligen inte har tid att blogga just nu så kan jag ju inte låta dagens debattartikel i Expressen passera okommenterad. En svensk narkosläkare och docent i anestesiologi och intensivvård kände sig tydligen tvungen att utnyttja uppmärksamheten kring Darwins födelsedag för att få publierat att han inte tror på Darwins teori om evolutionen. Han skriver under som överläkare och docent (OBS anger inte i vilket ämne han är docent). För dagens ändamål har han också skapat en blogg där han utvecklar sina åsikter. Det är ju ett debattinlägg och sådana är ju till för att folk ska få uttrycka sina åsikter så jag kritiserar inte honom för att inte tro på evolution. Vi har både åsiktsfrihet och religionsfrihet i det här landet och jag har inga problem med att vissa människor vill tro på någon form av religiös skapelseberättelse. (Denna läkare redogör inte för sin religionstillhörighet men det vanligaste skälet till att inte kunna acceptera Darwinistisk evolution verkar vara att man anser att den krockar med ens religiösa övertygelse). Det jag har något emot är när man utnyttjar akademiska titlar (i det här fallet en docenttitel) för att torgföra privata åsikter som inte alls har med ämnet för den akademiska titeln att göra. Genom att utnyttja sin akademiska titel så försöker man ge vetenskaplig tyngd åt sina argument trots att man kanske har ytterst begränsade kunskaper om det ämne man skriver om. Vad ovannämnda läkare är docent i nämns inte i varken debattartikeln eller hans blogg utan det har jag letat reda på själv genom att hitta honom på en lista med evolutionsmotståndare han nämner på sin blogg samt verifierat genom att kollat på sahlgrenskas lista över docenter. Listan på evolutionsmotståndare är för övrigt full av människor som utnyttjar sina akademiska titlar i diverse helt ovidkommande ämnen (jag har kollat igenom listan och bara en minoritet är någon typ av biologer), men på den listan står det åtminstone utskrivet vad de är professorer, doktorer mm i, vilket det inte gjorde för denna läkare i Expressens debattartikel. Om jag skulle skriva en debattartikel om t ex energipolitik (för att ta ett aktuellt ämne som jag faktiskt i min ungdom skrivit debattartiklar om) skulle jag absolut inte använda mig av min doktorstitel (som är i genetik).

Darwins födelsedag

Idag är det 200 år sedan Charles Darwin föddes i den engelska staden Shrewsbury. Jag vill ge en eloge till Svenska dagbladet som har uppmärksammat Darwins födelsedag ordentligt med både en understeckare, ett blogginlägg och en "testa dig själv" med fem frågor om Darwin. Jag har inte så mycket tid att skriva nu men lovar att jag kommer att skriva mer om Darwin under 2009.

Forskningsfinansiering inom EU

Eurostat har just släppt årets rapport om Science, Technology and Innovation in Europe (pdf, 244 sidor). I den går man igenom det mesta som har att göra med forskning och utveckling i Europa. En stor del handlar om forskningsfinansieringens storlek och jämförelser med ledande länder utanför EU. Vad gäller direktfinansiering av forskning ur den statliga budgeten så spenderade EU 0,74% av BNP på detta. I USA ligger siffran på drygt en procent (1,06) vilket gör att USA spenderar nästan 40% mer än EU justerat för köpkraft. Men inom EU är fördelningen ojämn - från Finland på drygt 1% till Malta på endast 0,19%. Sverige hittar man nära toppen på 0,89%.

Men nu är ju inte all forskning finansierad av staten. Mycket R&D utförs på företag och bekostas privat. Där har EU satt ett mål att 2010 skall minst 3% av BNP satsas på forskning och utveckling. Man ligger långt under det målet. I dagsläget står R&D inom EU för 1,84% av BNP, att jämföra med 2,62% för USA, 3,33% för Japan och 1,34% för Kina. Men även här är pengarna ojämnt fördelade: Sverige spenderar 3,86% av BNP på forskning och klarar alltså Lissabonstrategins mål, medan hela 11 EU-länder ligger under 1%. Oroande är också att andelen sjunker i så många länder, medan t.ex. Kina och Japan ligger på plus (de förra kraftigt).

De regionala skillnaderna är också stora och som kuriosa kan man nämna att Västsverige den näst forskningstätaste regionen i Europa (efter tyska Braunschweig) med 6% av regionens "BNP" till forskning. Inom EU står affärssektorn för 55% av all forskning. Det är under målet på 2/3 och långt under siffrorna i Japan och Kina (75% resp. 70%). I USA är 63% av forskningen finansierad av näringslivet.

Vad gäller antalet anställda inom R&D så ligger det på runt 2 miljoner, varav drygt 640000 inom universitetsvärlden (Higher Education Sector, HES). Ca 30% av R&D-personalen är kvinnor, och inom HES runt 40%. Ungefär 60% av de anställda inom R&D klassas som forskare och antalet forskare har stigit de senaste åren, samtidigt som pengarna minskat. I vissa länder, som t.ex. Sverige minskar dock antalet anställda inom R&D. Andra intressanta detaljer som kan utläsas ur statistiken är att deltidsanställning är vanligt inom universitetsvärlden (1,25 miljoner personer på 640000 heltidstjänster).

Vad man skall dra för slutsatser av den långa rapporten, som jag inte läst i sin helhet, är kanske svårt att avgöra direkt. En sak i alla fall är ju att EU är långt ifrån att uppnå sina, ganska godtyckligt, satta mål för forskning som del av BNP. En annan, och allvarligare eftertanke är att finansieringen ligger så långt efter länder som USA och Japan, samt att forskningsmedlen inte ökar i samma takt som BNP vilket leder till en urholkning av medlen. Därtill ökar antalet forskare samtidigt som medlen minskar, vilket inte är ett bra recept för framgångsrik forskning. Positivt är, som Science skriver, att EU blivit bättre på att locka till sig forskare från utanför gränserna. En del av det har dock troligen att göra med det ökade svårigheterna för utlänningar att få uppehållstillstånd i USA efter 11e september.

Andra bloggar om: vetenskap, forskningsfinansiering, EU. Intressant?

Belägg för evolutionen

Då det är jubileum både för Darwins födelse och hans berömda verk Om arternas uppkomst så passar Nature på att publicera 15 evolutionära smycken. Det handlar om forskning inom olika ämnen som publicerats i Nature under det senaste decenniet som ger otvetydigt stöd för evolutionsläran. Inte för att det borde behövas, men det finns ju faktiskt fortfarande folk som menar att evolutionen inte är förklaringen till den variation av varelser vi ser omkring oss.

I artikeln, som är fritt tillgänglig, ger man en kort förklaring till forskningen och referenser till originalartiklarna. En artikel handlar t.ex. om hur det gick till när de olika näbbarna utvecklades hos Darwins berömda finkar på Galapagos.

Andra bloggar om: vetenskap, Darwin, evolution.

Marsaktivitet

Mars är en aktiv planet, antingen geologiskt eller biologiskt. Det står klart efter att NASA i samarbete med forskare verksamma inom den akademiska världen har kunnat detektera metan i atmosfären runt Mars.

Genom att mäta IR-strålning i kombinerade teleskop-spektrometrar under många år har man nu kunnat bevisa att det existerar metan i atmosfären runt Mars. Det låter kanske inte så upphetsande i sig, men är i själva verket en viktig pusselbit. Metan förstörs snabbt i atmosfären runt Mars, och därför är det faktum att man kunnat detektera stora mängder metan en tydlig indikation att någon form av biologisk eller geologisk process på Mars genererar metan.

Mer information om saken (på engelska) hos NASA1 och NASA2.

Jubileum för Darwin

I år är det 150-årsjubileum för Charles Darwins bok "Om arternas uppkomst", "On the origin of species by means of natural selection" på engelska. Den kom alltså ut 1859 och jag skulle säga att det är en av de allra mest betydelsefulla vetenskapliga böckerna. Jag läste den för ett par år sedan och blev otroligt imponerad av Darwins förmåga att beskriva naturen. Detta jubileum kommer att uppmärksammas på många sätt under 2009 och läsning på svenska finns just nu i form av en artikelserie i DN. För den som vill läsa någon av Darwins skrifter på engelska så kan jag rekommendera websidan Darwin online. Den innehåller samtliga böcker och en hel del annat material skrivet av Darwin, både som text och som inscannade bilder. Där finns dessutom t. ex. Darwins liv i bilder som är en samling fotografier av bland annat hus Darwin bott i och skolor han gått i.

Den nya Nasa-rapporten

I DN vetenskap kan man läsa att "Gas fick 'Columbia' att explodera", vilket skall stå i en ny rapport från Nasa (här, 16 MB PDF). Det har man dock vetat länge. Vad den nya rapporten visar är istället i detalj vad som hände besättningen.

Det man kommer fram till var att det första som hände var att kapseln snabbt förlorade tryck. Det plötsliga tryckfallet fick astronauterna att förlora medvetandet och de skulle dött av detta, om de hade haft tid. Deras dräkter var inte konfigurerade för att utstå vacuum under färden.

Kapseln började också snurra i hög hastighet. Detta utsatte astronauterna för höga g-krafter. Dessutom satt de fastspända endast med midjebälten vilket gjorde att deras överkroppar slungades runt i stolen med våldsam kraft.

Rymdfärjan bröts sönder på hög höjd, 60000 meter, i överljudshastighet. Hade astronauterna överlevt allt annat skulle kollisionen med luften, trasig utrustning och friktionsvärme dödat dem. Deras dräkter skall kunna utstå att släppas ut på 30000 meters höjd i en hastighet av 1000 km/h relativt luften. Rymdfärjan färdades in ca 20000 km/h när den bröts sönder.

Därtill skulle astronauterna träffa marken efter 60 km fritt fall... Nasas slutsats blev att det finns saker man bör ändra på, som bättre säkerhetsbälten och hjälmar och liknande för att undvika skador vid mindre olyckor i framtiden. Men man kommer oundvikligen fram till att vid en sådan här olycka, där kapseln bryts sönder på hög höjd i hypersonisk hastighet finns inget man kan göra för att rädda besättningen. Övergången från kontrollerad flygning till rymdfärjans sammanbrott var över på 46 sekunder, besättningsmodulen bröts sönder 35 sekunder senare och var efter ytterligare 17 sekunder helt förstörd (bitarna var så små och utspridda att de inte längre syntes på markvideo). Det enda är att minska risken för att det skall hända över huvud taget.

Tycker dock att DNs reporter gjort ett dåligt jobb i att läsa rapporten han refererar till.

Mer att läsa finns bl.a. på New Scientist och Bad Astronomy.

Andra bloggar om: astronomi, vetenskap, Columbiaolyckan, rymdfart.