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.