Kemikalender året runt

I och med att den officiella invigningen av internationella kemiåret går av stapeln idag så lanseras nu också en av de västsvenska satsningarna på detsamma.

Ett samarbete mellan Chalmers, Göteborgs Universitet, Universeum och Molecular Frontiers (i samarbete med filbolaget Untamed Science) presenterar den första av filmerna som kommer att produceras för det man valt att kalla "Kemikalendern". En ny film för varje månad, olika teman, som ska illustrera så väl kemins roll i vardagen, som en del av den forskning som pågår. Först ut är temat "konst och kultur" - inte helt otippat handlar det om färger. (Kemisten i filmen är för övrigt en kollega till mig.)

Den Vetenskapliga Litteraturen och dess innehåll

När det talas om Den Vetenskapliga Litteraturen så är det oftast det aldrig sinande flödet av vetenskapliga publikationer, författade av forskare, avsedda främst för andra forskare, som åsyftas. Men den kurslitteratur som används på lärosätena är, eller bör i varje fall, också vara en del av den vetenskapliga litteraturen. Kurslitteraturen ska normalt sett specificeras i kursplanen, men i praktiken står enskilda lärare ofta för en del material, exempelvis kompendier. Ibland rent av hela böcker.

Och just detta, en bok som används på KTH (och som eventuellt också har använts på Chalmers) är på tapeten. Det började, tror jag, med en artikel i Metro Teknik, och har sedan följts upp av bland annat DN och SR.

Boken har fått mest uppmärksamhet för sina tendentiösa påståenden rörande klimatvetenskap. Här ett citat ur boken:

"Climategate unfolded in November 2009 when a whistleblower uploaded
thousands of emails by scientists connected to the UN Intergovernmental
Panel for Climate Change IPCC formed to study Anthropogenic Global
Warming AGW by CO2 emission from burning of fossil fuels. The emails
revealed questionable scientific methods and thus undermined the scientific
basis of AGW."

Ovanstående påstående kan på goda grunder ifrågasättas, men är ett fint exempel på hur tendentiös boken är. Textraderna ger tydliga indikationer beträffande författarnas åsikter i klimatfrågan - möjligen inte ett ämne som har en självklart plats inom numerisk analys. Det finns också ett räkneexempel rörande klimatförändringar i boken, som inleds på följande vis:

"Once Icarus and Daedalus have escaped from the Labyrinth of Ignorance,
they wiil be ready to take on problems. What is the biggest problem facing
humanity today? Is it Global Warming because of increasing CO2 in the
atmosphere from burning fossil fuels like oil and coal, and from humans
breathing and cows letting out? Can we all go on breathing or will it be
reserved for the rich?"

Jag antar att ingen har några problem att gissa vad räkneexemplet kommer fram till?

Och den som inte tycker att ovanstående räcker som exempel på den lätt oortodoxa tonen i boken kan kika på nedanstående exempel:

"But elevating wave-particle duality to a physical principle is a cover-up of a contradiction [3, 4, 11]: As a reasonable human being you may sometimes act like a fool, but duality is here called schizophrenia, and schizophrenic science is crazy science, in our time represented by CO2 climate alarmism ultimately based on radiation as streams of particles. The purpose of this note is to show that particle statistics can be replaced by deterministic finite precision computational wave mechanics. We thus seek to open a door to restoring rational physics including climate physics, without any contradictory wave-particle duality."

Om man är positivt lagd kan man ju se det som ett läromedel som uppmuntrar studenternas kritiska tänkande, och det kan förvisso vara behövligt, men frågan är hur långt utanför sitt specialområde ett läromedel bör gå, utan granskning av experter inom det aktuella området. I det här avseendet tycks det mig ganska klart att man går långt över gränsen. En nyligen publicerad undersökning visar att forskarkollektivet tappat en del när det kommer till allmänhetens förtroende. Det är inte utan att man kan tycka att det är rimligt. Att man är professor gör en inte kompetent att uttala sig om vad som helst.

En version av boken kan hittas här. Jag kan dock inte garantera att det är exakt denna version som använts på KTH (eller någon annanstans). Och den som ids kan också följa den ganska långa debatten som pågår på Forum för vetenskap och folkbildning.

Julkalender

Imorgon är det den 1 december och dags att börja öppna första luckan om man har en julkalender. Förra året tipsade jag om kemijulkalendern som skapats av en student vid LTH. För de som gillade den så kommer här länken till årets julkalender. Den kallas inte längre kemikalender utan "LTHs julkalender" och har nya studenter som arbetat med den men den är säkert lika intressant. Sydsvenskan skriver om kalendern här.

Kattvetenskap

Som kattälskare och accepterad matare och klappare* av en pälsklädd drottning drogs jag naturligtvis till den här rubriken: Cats' Tongues Employ Tricky Physics. Den är från en artikel från Science Now och beskriver hur katter gör för att dricka utan att, som hundar, blöta ner ansiktet och allt runt skålen. Studien publiceras i Science inom kort.

Några forskare på MIT, under ledning av biofysikern Roman Stocker, har fotat drickande katter med höghastighetskamera. Det visar sig att katter använder en helt annan, mycket elegantare**, teknik än t.ex. hundar. Hundar viker tungan till en slevform och slafsar i sig vätskan. Katter böjer tungan till ett J, nuddar vid vätskeytan och drar snabbt upp tungan igen. En liten vattenpelare dras med som katten kan fånga i munnen innan den trillar tillbaka i skålen.  Enligt forskarna har katterna dessutom utmärkt tajming. Om de stänger munnen för tidigt eller för sent missar de en del vatten, men istället har de lärt sig att göra det i precis rätt tid. En genomsnittlig katt hinner med fyra lapningar i sekunden. Och stora katter dricker på samma sätt. Man har filmat tigrar, lejon och andra stortandade katter, förhoppningsvis i säkerhet bakom ett galler, och kommit fram till att de använder samma teknik, men något långsammare för att kompensera för den ändrade balansen mellan tröghet och gravitation på grund av de större inblandade tungorna.

Man byggde även en liten maskin som visar på hur kattlapandet går till. 

En film finns på New Scientists blogg.

Ytterligare en film, 67 gånger långsammare än i verkligheten.

Höghastighetskameror är coola, katter är coola. Kombinationen kan bara bli fantastisk.


* Kattägare är ett ord som inte har någon reell betydelse.
** Ursäkta hundälskare, men det är ett faktum att katter är elegantare än hundar :)

Medierna och vetenskapen

I fredags publicerade ett antal forskare (och några till) en debattartikel i SvD om den mycket märkliga anti-GMO-reklam som matvarukedjan City Gross kör just nu.

Artikelförfattarna och jag är ense på alla punkter utom en. Till skillnad från dem anser jag att City Gross, av vilken anledning det vara må, förstås ska ha rätt att välja vilka produkter de vill sälja, men oavsett deras åsikter, bör de förstås inte få sprida vilka villfarelser som helst, oemotsagda. Tex den om att "ingen vet" om GM-soja som grisfoder (vilket är det vad det handlar om i sammanhanget) är farligt eller inte.

Dessutom undrar man om City Gross har tänkt sluta sälja produkter som vi vet är onyttigt att konsumera i för stora mängder, tex läsk och godis?

I media har det varit tyst om kampanjen, trots att man kan tycka att det hade varit rimligt om någon av de stora tidningarnas vetenskapsredaktioner, eller kanske public service-media hade granskat saken. I det nu aktuella fallet med kolloidalt silver har ju exempelvis vetenskapsradion ansatt förespråkarna ganska hårt, eftersom de saknar bevis för att det skulle vara ett nyttigt kosttillskott, och dessutom finns en del studier som tyder på att det kanske inte är så nyttigt för oss människor att få i oss nanopartiklar.

Man undrar lite över nyhetsvärderingen här. Och framför allt om också vetenskapsredaktionerna har smittats av den överdrivna rädslan för genmodifiering. Trots allt har ju lantbruket ägnat sig åt avel, vilket måste betraktas som, om inte genmodifiering, så i alla fall så nära man kan komma utan att använda molekylärbiologiska metoder, och det hör man sällan några starka protester emot. Möjligen finns det en anledning till denna tystnad?

En stor eller många små?

En intressant fråga från Sandbian ledde till att slösade bort stora delar av arbetsdagen med roligare saker än att skriva artiklar. Jag citerar Daniel: The claim is that breaking the asteroid in to several pieces is at best just as bad, but probably worse

Daniel anade att svaret är att en stor klump är värre än många små. Jag visste inte vad som var rätt, men tänkte att det kan man nog titta lite närmare på. Jag är absolut ingen expert på området, men använde lite grundläggande fysik och google.

För det första kan vi konstatera att om en “Texas-sized” asteroid träffar oss spelar det ingen som helst roll vad vi gör. Det är do widzenia, auf Wiedersehen, we’ll meet again, i alla fall. En idé om vad som händer kan man läsa här.

Låt oss istället ta en “liten” klump, säg 15 km diameter*. Den träffar jorden i rät vinkel med hastigheten 17 km/s (en medelhastighet för asteroider). Enligt en fiffig kalkyl på Earth Impact Effects Program så ger den klumpen upphov till en krater med en diameter på 180 kilometer. Inom en radie på 1300 km sätter värmestrålningen eld på all vegetation. Det låter som om vi är seriöst kokta. Det var en något mindre asteroid som (troligtvis) tog kål på dinosaurierna...

Men till vår räddning kommer Bruce Willis som med en grupp hjältemodiga oljeborrare ger sina liv för att spränga asteroiden. De lyckas spränga sönder den till kilometerstora bitar, 3375 (15^3) stycken. Delarna sprids ut över ett stort område. Låt oss säga att delarna sprids med en Gaussisk fördelning med en standardavvikelse på 1000 km. 95% av stenarna hamnar då inom 2000 km från mittpunkten. Låt oss säga att Bruce och vänner lyckades spränga asteroiden på 36000 km höjd, dvs ungefär vid geostationär bana. Spridningsvinkeln är då ca 10 grader. För att lyckas med det behöver de en bomb med en sprängkraft på ca 140 000 Megaton TNT, eller ca 6ggr den totala kärnvapenarsenalen. Och det innefattar bara den extra kinetiska energin som krävs för att sprida ut asteroiden**, och alltså inte energin för att bryta isär den. För övrigt kommer de där 140 gigatonnen TNT energi också att deponeras på jorden som en bonus. Det är dock inte medräknat nedan.

Så vad händer. Enligt Earth Impact Effects Program så ger en 1km asteroid en krater på 16 km. "Brännradien" är ca 175 km. Området inom 100km från centralpunkten kommer att träffas av i genomsnitt 17 nedslag, vilket kommer att göra att ungefär 11% av markytan inom hela området kommer att täckas av kratrar. Detsamma gäller ut till ungefär 600km från epicentrum. Det verkar bli seriöst obehagligt att befinna sig här. Men än värre blir det om vi tar antändningsradierna i beräkning. Hela området ut till drygt 2000 km radie kommer att antändas. Samma sak gäller området där tryckvågen kommer att rasera all bebyggelse. Det verkar alltså som om en stor klump är att föredra, om det är rätt ord om en potentiellt civilisationsförgörande händelse.

Om vi lyckas spränga sönder den ursprungliga asteroiden i ännu mindre bitar, säg 500 meter i diameter? För det första får vi då 27000 (30^3) inkommande meteoriter. Varje orsakar en krater med 8,9km diameter och sätter eld på allt inom 80km. Från diagrammen nedan kan vi tydligt se att det vore värre. Inom ett område med en radie på runt 1000km kommer en femtedel av landytan vara krater. Liksom i fallet med större fragment kommer ett område på uppemot 2500km radie att antändas.

På hur stor del av markytan skulle all vegetation antändas på olika avstånd från centralpunkten. Som synes är siffran betydligt högre än 100% på alla avstånd mindre än 2500 km.

Hur stor del av marken är täckt av krater på olika avstånd från centralpunkten.

Till och med om vi skulle lyckas spränga sönder asteroiden till drygt 3,3 miljoner hundrametersfragment skulle vi vara räddade. Hela markytan ut till ca 1000 km skulle vara en stor krater! Beräkningarna för detta kan man hitta i ett excelark här. Nedan några exempel på hur nedslagen kan vara fördelade.

1-kilometers asteroider. De blå prickarna är nedslagspunkterna och motsvarar ungefär kraterradien. De röda cirklarna är området där vetetation antänds.

500-meters asteroider. De blå prickarna är nedslagspunkterna och motsvarar ungefär kraterradien. De röda cirklarna är området där vetetation antänds. Obs att skalan ändrats.

Nedslagskartan över en-kilometers asteroider överlagda över Europa.

Jag antog i alla fallen ovan att bitarna var utspridda över ett område med standardavvikelsen 1000 km. Om vi skulle sprida ut dem mer? Då skulle det bli ännu värre, upp till den punkten att vi spred ut delarna så mycket att en stor del av fragmenten missar jorden. Anledning är att en stor sten ger en massiv overkill nära nedslagspunkten, men att förödelsen avtar med kvadraten på avståndet. Dvs ganska fort blir förhållandena bättre. Många "små" stenar ger var och en total förödelse nära nedslagspunkten men den utspridda effekten ger sammanlagt större effekt. Det är samma anledning till att man på 60-talet slutade att utveckla större och större kärnvapen. Ett flertal mindre ger en betydligt större effekt. Med Daniels liknelse handlar det inte om en stor sten eller sand mot ett fönster. Det handlar om ett ton tegel eller 3000 tegelstenar mot samma glasvägg.

Av det här kan jag dra slutsatsen att de som säger att många små fragment är värre än en stor sten har rätt. Och ju mindre fragment desto värre. Undantaget är om en relativt liten sten, säg 100m, som i sig kan orsaka betydlig förödelse kan smulas ner till fragment i 10-meters-klassen som är relativt ofarliga. Om en monsterasteroid skulle vara på väg åt vårt håll har vi egentligen tre alternativ. Antingen tar vi hand om hotet så tidigt att vi kan knuffa den ur kollissionskurs, eller så försöker vi spränga den så långt bort att en stor del av fragmenten missar jorden. Jag tror inte på den modellen. Inte minst för att folk underskattar energin som behövs för att förstöra en stor himlakropp. Det tredje alternativet, om vi inte upptäcker asteroiden tidigt nog, är att inte göra något alls. Att låta den träffa intakt och försöka minska skadeverkningarna. Att göra något åt ett inkommande asteroid kräver tid. Därför är program som Arthur C. Clarks tänkta Spaceguard absolut nödvändiga.

* För att det var den största storleken som gick att skriva in i en annan nedslagskalkylator.
** Att flyga 36000 km i 17 km/s tar ca 2100s. Om spridningen skall ha en fördelning med σ² = 1000km krävs en hastighetsfördelning med σ² = 1000km/2100s = 475m/s i riktningen ortogonalt mot den ursprungliga flygriktningen. Väntevärdet av hastigheten i kvadrat är 222784 m²/s² vilket ger en kinetisk energi hos fragmenten på 6×10²⁰J. Detta motsvarar ca 140 Gton TNT.

Ingen träningseffekt? Det kan vara genernas "fel"...

Tränar du men tycker att konditionen inte alls förbättras i den takt du tycker motsvarar tröttheten efter träningspassen? Kanske är det för att du är en av de personer vars genuppsättning gör att din syreupptagningsförmåga knappt påverkas alls av konditionsträning.

I februari publicerade tidskriften Journal of Applied Physiology en artikel som visar att det finns 11 olika genvarianter som är särskilt viktiga för förmågan att förbättra syreupptagningsförmågan.Detta kan vara förklaringen till att vissa människor är mer "lättränade" än andra.

Studien består av tre olika delstudier, som totalt omfattar 514 individer som under 6-20 veckor fått cykla för att förbättra sin kondition. Den genomsnittliga förbättringen var ungefär 15%, men det riktigt intressanta var att det visade sig att så många som var femte person visade en förbättring på 5% eller mindre. Detta resultat kombinerat med muskelprover före och efter studien gjorde det möjligt att finna hitta en stark korrelation mellan aktiviteten hos ca 30 olika gener och hur bra man svarar på konditionsträning. Viktigt att notera är att resultaten, enligt artikelförfattarna, kan användas på en bred population eftersom den fysiska aktiviteten hos deltagarna varierade stort inom studierna.

Artikeln, "Using molecular classification to predict gains in maximal aerobic capacity following endurance exercise training in humans", publicerades i Journal of Applied Physiology, (online) 4 feb 2010, och den finns, eventuellt, att ladda ner här.


*En annan (teoretisk) möjlighet är förstås att du inte tränar så hårt som du tror...

Coca Cola-driven mobil

Satte morgonkaffet i halsen nyligen när jag för ett ögonblick trodde att vi blivit fet-scoopade av Nokia. Massor av artiklar dök upp på nätet på temat: Nokiamobil driven av Coca Cola. Vi jobbar just på biobränsleceller som skall kunna drivas av t.ex. socker som i Cola och andra söta drycker. Det vore inte så skoj om det redan fanns en fungerande protoyp för vad vi jobbar på, då skull vi kunna packa ihop och söka annat jobb.

Men även utan att veta något bränsleceller eller enzym kan man snabbt ana att något inte står rätt till. Alla artiklar använder samma bilder. Alla artiklar tar upp Coca-Cola trots att vilken sockerhaltig vätska som helst skulle fungera. Det visar sig snart att det hela är ett pr-stunt av den unga kinesiska designern Daizi Zheng. Först sökte jag - insnöad som jag är, på hennes namn i Google Scholar, jag kände inte igen namnet som någon biobränslecellforskare, men hon är alltså designer.

Men vad är det som gör att en sådan telefon inte finns på marknaden ännu? Principen för hur den skulle kunna fungera visas pedagogiskt i en bild från Daily Mail (nedan).

I en biobränslecell används enzym, istället för t.ex. platina som är vanligast i normala bränsleceller,  för oxidera sockret i "bränslet" vilket ger ett överskott av elektroner, ström. Ett annat enzym används för att reducera syre till vatten. Det räcker nämligen inte med att skapa elektroner, man måste även göra sig av med dem för att kunna utnyttja energin. Enzymen har många fördelar, som lägre aktiveringspänning och att det är förnybara, till skillnad från platina. Men det är även med enzymen man har bekymmer. De är inte särskilt stabila - om de kan fungera i ett par dagar till någon vecka har man ett bra enzym. Det är också svårt att få kontakt mellan dem och elektroderna - vilket är det jag forskar om. Så än så länge är det en snygg design av en produkt som inte fungerar.

För övrigt verkar vare sig Zheng eller Daily Mail veta så mycket om biobränsleceller. Mail har tagit sin bild från en modell av en normal bränslecell, där katalysatorn, platina, kan katalysera både bränsleoxidationen och syrereduktionen. Det gör det nödvändigt att separera anod- och katodhalvorna med ett membran, som i bilden. Enzym är mer specifika; de katalyserar bara en viss, eller ett litet fåtal, reaktioner. Man behöver alltså inte två separata avdelningar. En stor fördel med biobränsleceller. Zheng menar att de enda restprodukterna är vatten och syre. Det är inte sant. Det beror förvisso precis vilka enzym och reaktioner som används, men typiskt så oxideras druvsocker, glukos, till glukonolakton och syre konsumeras för att reduceras till vatten. Restprodukterna är alltså glukonolakton och vatten och troligen en del väteperoxid.

För övrigt funderar jag också, givet att alla andra problem var lösta, över det lämpliga i att använda Coca Cola som bränsle. Cola innehåller ju massor av annat gegg än bara vatten och socker, som är de eftersökta ämnena, som färgämnen, koffein och annat som kan inverka på funktionen hos bränslecellen. Sedan innehåller den en blandning av de två sockerarterna glukos och fruktos. Beroende på enzym skulle bara en av dem vara användbar åt gången om man inte konstruerar en mer avancerad cell med flera enzym. Fast den allvarligaste invändningen mot att använda Cola är att det är för surt. Coca Cola, och liknande drycker, innehåller citron- och fosforsyra för att reglera surhetsgraden som ligger så lågt som ett pH på 2,5. I så sura miljöer fungerar de flesta enzym för sockerkatalys väldigt dåligt. Det skulle effektivt ta död på telefonen att hälla Cola i bränsletanken.

Andra bloggar om: bränsleceller, biobränsle, grön energi, Nokia, Coca Cola, Daizi Zheng, vetenskap, forskning, design. Intressant?

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.

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.

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

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.

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...

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.

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.