Grafen: Framtidsradar på flaggskeppet!

Nanotekniken fascinerar. Material och substanser så små att de inte ens syns för blotta ögat. Ett av de material som forskare, finansiärer och investerare hoppas mycket på är grafen (uttalas grafe:n), kolatomer bundna hexagonalt i sexhörningar. Professor Jari Kinaret har lyckats få ett av EU:s s.k. ”Flaggskeppsprojekt” till Chalmers, där fokus ska vara forskning för tillämpning. Industrier och universitet från 17 länder deltar. Chalmers har fått ledarrollen. En fantastisk möjlighet, naturligtvis.

Om grafen
Grafen har många egenskaper. 300 gånger starkare än stål, leder elektrisk ström miljoner gånger bättre än koppar, transparent till 98%, kan ersätta indium-tenn-oxider, möjliggör THz-kommunikation, det är böjligt och möjligt att inkludera i sandwich-konstruktioner, där olika atomlager kombineras…

Seminarium 10 juni
Johanneberg Science Park ordnade en informationsdag den 10 juni på grafen-temat. Förutom Jari Kinaret lyssnar vi till professor Mikael Fogelström från Chalmers och Helena Teander från Chalmers Industriteknik. Koreanska Samsung arbetar med grafen i lite större skala, medan ett svenskt företag som heter Graphensic AB, ännu så länge tillverkar grafen i små mängder. Det finns vissa praktiska komplikationer med ett material som nästan inte syns….

Standardisering
Förutom det ambitiösa 10-åriga flaggskeppsprojektet som är uppdelat i ett stort antal delprojekt, WP på byråkratiska, ska man också hålla tät kontakt med ett annat EU-finansierat projekt som har fokus på tillverkning av grafen. En sådan fråga kan vara standardisering. Hur ska ett material definieras och inkluderas i produktionsmiljöer?

Vad ska det användas till?
Forskarna nämner energi, kompositmaterial, textilapplikationer, självlysande tapeter, smarta förpackningar och framför allt mätteknik som möjliga och tidiga applikationer för grafen. Att med hög noggrannhet mäta resistens i en elektrisk krets kan vara värdefullt, ungefär som en elektronikens stämgaffel, som Mikael Fogelström säger. Värdekedjor är återkommande ord. Intellektuella och industriella. Helena Teander vill hjälpa små och medelstora företag att hitta utvecklingsmöjligheter i grafen. Och som hon poängterar: Grafen är ingen bransch.

Och: kretslopp ??
Det som förvånar är att ingen ens i en bisats relaterar denna atomslöjd till rimliga hänsynstaganden till kretslopp, livscykelanalyser, försiktighetsprinciper eller till ett (kommande?) regelverk. Har vi ingenting lärt? Ska vi återigen introducera teknik ”bara för att det går” utan att reflektera över konsekvenser för människa och miljö?

Unik chans
Här har Chalmers och partners en unik möjlighet att inkludera ett systemtänk i styrningen av sitt prestige-flaggskepp. Man skulle kunna montera en framtidsradar på kommandobryggan för att spana på grynnor och ännu så länge osynliga faror.

Det borde vara dags att ta hållbarhetsarbetet på allvar.

Tappa inte helheten, Mistra Urban Futures!

Mistra Urban Futures är en tioårig satsning i Göteborg som direkt involverar Göteborgs Stad, Chalmers, Göteborgs Universitet, Västra Götalandsregionen, Göteborgsregionens Kommunalförbund GR, Länsstyrelsen Västra Götaland och IVL Svenska Miljöinstiutet. Med samarbeten i tre världsdelar på fem lokala plattformar, ska kunskapsöverföring och  forskning bedrivas som ska inta en världsledande position och göra verklig skillnad för miljön och för människors liv i världens städer. (Länk se nedan).

Urban Research
Den 16 april deltog jag i ett samtal om hållbar utveckling ingående i Urban Research, ett delprojekt som fokuserar på de politiska beslutsprocesserna. Hur fungerar det när politiker ska besluta om hållbar utveckling? Tre problem tar större plats än andra: segregationen, infrastrukturfrågorna och åtgärder relaterade till klimatförändringarna. En av forskarna, Stig Montin,  sammanfattade de tankemodeller som dominerar: ekonomisk tillväxt, decoupling, regionförstoring och compact city. Han ställde också den intressanta, men obesvarade, frågan: Varför tas vissa frågor på större allvar i det politiska beslutsfattandet?

Svårigheter med social hållbar utveckling
Nazem Tahvilzadeh, en forskare från KTH, ställde i sin presentation några mycket relevanta och vassa frågor. ”Hur ska hållbarheten förverkligas, vilken roll har olika grupper i detta, vilka deltar formellt respektive informellt, vilka mekanismer styr, hur ser hindren ut?” Den socialt hållbara utvecklingen blir lätt en fråga om byggande, menade Nazem, eftersom det bl.a. saknas kunskap och förebilder. En annan av samtalsdeltagarna pekade på behovet av sociala mål för att kunna besluta om åtgärder. Någon tipsade även om Malmökommissionen. (Länk se nedan).

Själv vill jag lyfta fram tre saker:
1. Behovet av tydlighet. När vi talar hållbarhet måste vi också kunna beskriva det ohållbara, för att kunna välja och kunna fasa ut det som inte kan anses hållbart. På ett sätt handlar det om att sätta färg på hållbarheten. Det som ska förändras har en annan kulör, eller gråskala, än det som just nu inte behöver förändras.
2. Jag saknar också insikten av att staden är en del av ett kretslopp, för energi, för näring, för människor och råvaror. Staden kan inte fungera utan sin landsbygd och vice versa.
3. Och hur bra fungerar en förvaltande myndighet när uppdraget till stor del handlar om att förändra? Myndigheter ska säkerställa allas lika rätt. Men förändringar av rådande system kräver andra kompetenser, andra processer och en annan uppföljning än det förvaltande perspektivet. Ligger lösningen i att göra mer av det vi gjort, eller ska vi göra något annat?

Hållbarheten låter sig inte definieras så lätt och måste på ett konkret sätt genomföras på flera områden samtidigt. Det ska bli intressant att se hur långt Mistra Urban Futures når i ambitionen att ta ett helhetsgrepp när det gäller hållbar stadsutveckling.

Länk till konsortiet:
http://www.mistraurbanfutures.se/omcentrumet/konsortiet.4.15c2317a1266994794c8000611.html

http://www.malmokommissionen.se/

Grafen som möjlighet för ekosystemet

Jag har tagit upp nanotekniken flera gånger på den här sidan (länkar se nedan). Atomslöjd kallas det också. Industritillämpningar, nya läkemedelsapplikationer och smarta nya ytskikt för solceller… det finns många lovande applikationer för den nya tekniken. Många av partiklarna består av metaller, grundämnen som i felaktiga koncentrationer kan vara giftiga för både människa och miljö. Silver är ett av de vanligaste nanomaterialen, men zink, koppar, kol och guld finns också med på listan.

Grafen-satsningen
EU-kommissionen utsåg nyligen grafen (Graphene) till ett av de första s.k. flaggskeppsprojekten, som får otroliga 1000 millioner Euro i stöd för att möjliggöra för 126 forskargrupper från 17 länder att forska och utveckla möjligheterna kring detta lovande nanostora material med unika egenskaper. Chalmers har fått förtroendet att leda denna satsning under 10 år. En fantastisk möjlighet, naturligtvis.

En möjlighet att tänka helhet
Om vi tänker strategiskt för Sverige och Västsverige är det naturligtvis intressant att koordinera industrisatsningar och annan forskning i relation till den möjlighet det 10-åriga flaggskeppsprojektet innebär. Tänker vi dessutom ett varv till skulle Sverige och Chalmers kunna ta ett helhetsgrepp kring nanotekniken just med utgångspunkt i grafen-applikationerna. Säkerhetsfrågorna, livscykelperspektivet, risker, kartläggning, registrering, gränsvärden och lagstiftning runt användande av främmande ämnen i det naturliga kretsloppet skulle plötsligt kunna få en helt ny betydelse både på forskningssidan och för den industriella tillämpningen.

Möjlighet
Tänk om 5- 10 procent av forskningssatsningen kunde få gå till att säkerställa att ekosystemet förblir intakt. Och tänk om den forskningen finge bilda skola för andra främmande ämnen i ekosystemet. Kanske hittar vi då vägar ut ur den svåra sits vi försatt oss i genom att helt sonika blunda för baksidan av industrisamhällets expansion.

Tänk om…

Länktips:
http://christerowe.se/2012/10/nr148-chalmers-och-hallbarheten/
http://christerowe.se/2012/10/nr145-nanoteknik-och-life-science/
http://christerowe.se/2012/09/nr125-nationell-plan-for-nanotekniken/

Forskningsexempel: återvinning

Återvinning kommer att bli viktigare och viktigare. I takt med att vi ökar utvinningen av metaller och fossil energi ur jordskorpan och i vissa fall når gränsen för vad som är tekniskt och ekonomiskt möjligt att utvinna blir det väsentligt att skapa kretslopp som återför resurser i produktionen. Dessutom måste vi hitta sätt att reducera användningen av direkt skadliga ämnen. Här fem intressanta forskningsexempel från Chalmers, presenterade 27 november 2012 på ett seminarium arrangerat av CSS *).

Urban metabolism
Leonardo Rosado, som forskat i fem år på Chalmers, berättade om sin ambitiösa forskning kring stadens in- och utflöden. Hans arbete har än så länge resulterat i en imponerande databas i matrisform, där 13000 olika produkter katogoriserats och registrerats. Grunden tycks lagd för att i nästa steg kunna förstå vilka flöden staden är beroende av och vilka förändringar som skulle kunna motiveras av olika skäl. En aspekt att titta närmare på är naturligtvis kopplingen av flödena till ekonomin – hur ser värdet på produkterna ut, dvs vilka mervärden respektive förluster uppstår när ”staden” omsätter produkterna?

Hushållens metabolism
Robin Harder forskar på vardagsnivå. Hur ser en familjs inköp och sopor ut? Vad köper de, vad hamnar i soporna? På potatisskalsnivå har Robin studerat två hushåll under tolv veckor. Resultatet är informativt, skrämmande och hoppfullt på en gång. Vi vill nog egentligen inte att någon ska se vad vi slänger. När det blir klarlagt vad individer köper, använder och slänger finns också faktaunderlag för att förändra flödena. Att beteenden skiljer sig åt är tydligt. Det som kan vara ett rationellt beteende på individnivå kan vara kontraproduktivt på systemnivå. Tricket blir att få gehör för beteendeförändringar utan att staten/samhället ägnar sig åt pekpinnar eller lagstiftning som uppfattas som frihetsbegränsande. Smartare beteende måste framstå som mer lockande. Där finns en utmaning att ta tag i.

Sopor som resurs till industrin
Isabel Ordonez forskar på att möjliggöra ett mer verkligt kretslopp, så att avfall blir råvara för tillverkning. ”Waste to product design” var ett projekt hon nämnde och ett annat involverade Poseidon och de boende i Angered. Att Isabel, eller någon annan, har en nyckel till framtidens flöde är självklart. Av flera skäl måste vi betrakta det tekniska varuflödet som om det vore ett biologiskt kretslopp. I naturen finns inga sopor, bara olika tillstånd. Det ska bli intressant att följa Isabels forskning. Om cradle-to-cradle ska bli verklighet behöver vi modeller för hur det ska gå till att göra råvaror av sopor.

Sällsynta jordartsmetaller, REM
Cristian Tunsu forskar på de lantanoider som används i en mängd elektronik. De sällsynta jordartsmetallerna utvinns framför allt i Kina, men även där har man nu insett att brytningen av metallerna orsakar miljöproblem och ser nu mer och mer urban mining och återvinning av elektronikskrot som en väg framåt. Cristian fokuserar på lysrörstekniken, där några av lantanoiderna ingår. De används i det pulver som finns på insidan av lysrör för att åstadkomma optimal ljusspridning. Varje år tillförs 500 000 ton lysrör till kretsloppet. Det är därför mycket viktigt att ta till vara dessa sällsynta metaller, förutom att kvicksilvret i lysrören utgör en miljörisk.

Återvinning av färg
Mikael Karlsson forskar på återvinning av titandioxid från målarfärg. Titandioxiden används framför allt för att ge vit målarfärg goda täckegenskaper. Globalt säljs 5 milliarder liter färg på privatmarknaden.  10-20 % av all färg som säljs används aldrig, dvs upp till en miljard liter… Oanvänd färg förbränns ofta och askan deponeras. Det råder ingen brist på titan, så Mikaels utmaning är också att hitta en ekonomiskt intressant återvinningsmetod.

*) CSS = Chalmers Students for Sustainability http://css.chs.chalmers.se/

Chalmers och hållbarheten

Chalmers är en teknisk högskola med gott renommé. Det är meriterande att ha gått på Chalmers. För oss som ägnar många tankar åt hållbar utveckling är det glädjande att kunna konstatera att Chalmers tar det perspektivet på stort allvar. Några av de initiativ Chalmers har tagit kan vara på sin plats att lyfta fram.

GMV
Centrumbildningar i den akademiska världen är något helt annat än vad samhället i övrigt först tänker på. För mer än ett decennium sedan bildades GMV, som är Chalmers och Göteborgs universitets gemensamma organisation för att  främja forskning, utbildning och samverkan inom miljö och hållbar  utveckling. Man driver fakultets- och institutionsöverskridande projekt och har 500 forskare och ytterligare 500 personer från andra områden i sitt nätverk.

Areas of Advance
På en teknisk högskola finns många forskningsområden: Arkitektur, byggande, material, energi, resurser, avfall, kemi, biologi, bioteknik, IT … det är svårt att i varje situation avgöra var kompetensgränser börjar och slutar. Chalmers har därför inrättat åtta styrkeområden: Samhällsbyggnad, Energi, Informations- och kommunikationsteknologi, Livsvetenskaper och teknik, Materialvetenskap, Nanovetenskap och nanoteknologi, Produktion samt Transport. Tanken är att styrkeområdena ska överbrygga olika slags kunskaper och ta tillvara synergier på en uppenbar nivå inom Chalmers, men också att varje styrkeområde ska bli tydligt i dialog med omvärlden, näringslivet etc.

Fem kluster
Business Region Göteborg och Västra Götalandsregionen har formulerat fem särskilda områden, kluster, där man anser att näringslivet och forskningen är särskilt gott rustade att erbjuda framtidens lösningar. Inte helt oväntat sammanfaller flera av politikernas prioriterade områden med de styrkeområden Chalmers lyfter fram. De fem är: Stadsutveckling, Marin miljö och maritim sektor, Transporter, Grön kemi och biobaserade produkter samt Life Science. På dessa områden finns både ett väl utvecklat näringsliv och en stark forskning som tillsammans kan erbjuda intressanta lösningar.

People, Planet, Prosperity
Hållbarheten finns med i Chalmers verksamhet. Igår höll professor Holger Wallbaum från Zürich ett föredrag på temat hållbart byggande. Det var samtidigt hans installationstal när han nu tillträder en nyinrättad professur i hållbart byggande inom styrkeområdet den byggda miljön. Föredraget innehöll många tänkvärda passager. Ett exempel var hans förslag att skifta begrepp från ”People, Planet, Profit” (Socialt perspektiv, Ekologi, Ekonomi) till ”People, Planet, Prosperity” med motiveringen att profiten lett oss fel och att det är välstånd som utgör grunden för ett hållbart samhälle. Det som kändes väldigt nytt var att professor Wallbaum har sin bakgrund i flera olika discipliner, ekonomi, sociala frågor och ett systemtänkande som kommer att kunna vara mycket viktigt på en högskola som Chalmers. Som vice direktören för styrkeområde Energi, Anders Ådahl, sa vid gårdagens paneldebatt: ”Tekniken finns. Nu är det andra saker som måste lösas.”

Öppning
Det känns mycket positivt att en teknisk högskola breddar sig och för in annan kompetens från utlandet. Det vidgar perspektiven och blir kanske den dörröppnare mot andra forskningsområden som så väl behövs. Det ska bli intressant att följa fortsättningen.

Länktips: www.chalmers.se
www.chalmers.se/gmv
BRG:s fem kluster – länk här.

Nanoteknik och Life Science

Nanoteknologin är ett mycket intressant teknikområde, som både erbjuder fantastiska framsteg och affärsmöjligheter, samtidigt som det saknas regelverk, mätmetoder och en samsyn i hur forskningen ska bedrivas. När tekniken används och partiklarna är på väg in i både människans och naturens kretslopp samtidigt som kunskapsläget är oklart blir frågan ännu viktigare att bevaka och belysa.

Atomslöjd för medicinsk tillämpning
Mellan atom och mikroskop, där befinner sig nanoteknologin. Den medicinska tillämpningen handlar t.ex. om specialdesignade, adresserbara partiklar som kan söka upp en specifik cell i kroppen. På individ-, organ- och t.o.m. cellulär nivå kan medicinering och behandlingar sättas in, med skräddarsydda egenskaper och minimalt med biverkningar. Andra applikationer handlar om überkänsliga sensorer, cellulär ingenjörskonst, odling av organ, transport av andra substanser, indikatorer, implantatteknik och en mängd annat som skulle kunna göra livet bättre för många sjuka och drabbade.

Heldag på Chalmers
På Chalmers genomfördes i veckan en heldag under rubriken ”Nano for Life Science” – eller ”Life Science for Nano” som någon föreslog – som gav dels en intressant lägesrapport kring forskningen kompletterat med några företags perspektiv, dels var säkerhetsfrågorna befinner sig. Ett drygt 20-tal ledande nyckelpersoner inom nanoforskningen genomförde en dagslång föredragsstafett av initierade lägesrapporter och slutsatser från sina specialgebit. Därutöver fick vi ta del av ett tiotal lovande forskningsprojekt, som presenterades både som posters och muntligt under en fullmatad dag.

Pionjärstadium
På medicinområdet (eller det bredare Life Science) kan nanoteknken innebära helt nya behandlingsmetoder, smartare diagnostik, precisionsmedicinering, odling av vävnad och många andra applikationer. Samtidigt kan partikelstorleken också innebära stora risker. Hur detekterar man partiklar som inte ens syns i mikroskop? Hur säkrar man att olika ämnen inte innebär skada för andra organ eller organismer? Vi vet i princip ingenting om cocktail-effekterna och långtidsverkan.

Hand-i-hand 
Professor Bengt Fadeel från Karolinska Institutet framförde kloka synpnkter om vikten av att koppla ihop forskningen i nanoteknologin med forskningen om nanosäkerhet. Att dessa båda forskningsfält måste följas åt hand-i-hand. Allt annat vore oansvarigt, men uppenbarligen sker inte detta idag. EU finansierar några projekt med potential att bidra till en stabilare kunskapsplattform, men det är i dagsläget endast Frankrike av EU:s medlemsländer som beslutat att upprätta ett register över nanopartiklar.

Vägning av risk och nytta
Åsa Boholm från Göteborgs Universitet bidrog med mycket intressant forskning kring acceptans av ny teknik, som enligt henne hör ihop med hur vi väger samman den uppfattade nyttofaktorn och de bedömda riskerna. När nyttan upplevs som stor tenderar vi att acceptera större risker. Hennes forskning kan hjälpa oss att förstå vilket politiskt manöverutrymme som kan finnas för en lagreglering av nanoteknikens användning.

Gemensamma kännetecken
Ett angreppssätt som framfördes var att generellt se på grupper eller typer av partiklar som tycks ha gemensamma karaktäristika. Eventuellt kan man sammanfatta riskerna med metalloxider som grupp istället för att bedöma ämne för ämne. En slags gruppidentitet för en viss typ av partiklar skulle kunna underlätta till en början.

Lekmannafunderingar
Ett annat sätt att hantera riskfaktorerna vore att upprätta en checklista, där tillverkare och/eller producerande företag måste verifiera att man genomfört analyser ur LCA-perspektiv i olika steg. Att på något sätt föra in en möjlig tredjepartsgranskning är troligen helt nödvändigt. Ytterligare en väg att gå vore att – i all fall när det gäller medicinska tillämpningar – ålägga sjukhusen att redogöra för hur man verifierar att partiklar inte hamnar i sjukhusets avfalls- eller avloppssystem.

Utbildning och medvetenhet
Hur vi än gör måste utbildning på flera olika nivåer genomföras och en ökad förståelse nås, så att inblandade parter förstår vilka risker partiklarna innebär.

Länktips:
Miljöminister Lena Eks debattartikel om utredning av nanoregister etc
http://www.nyteknik.se/asikter/debatt/article3558819.ece
Samlingssida med flera länkar till EU-projekt etc
http://www.lindaklossek.com/links/
Svensk portal för nanoteknikföretag
http://swednanotech.com/
Chalmers Area of Advance
http://www.chalmers.se/en/areas-of-advance/nano/Pages/default.aspx

Spårtaxi på Chalmers!

Förändringsprocesser är märkliga. Förutom att förändringen i sig innehåller oförutsägbara komponenter är inte minst tidsaxeln och förändringsstegen svåra att förutsäga. Andra parametrar är motkrafterna och de ekonomiska förutsättningarna för en företeelse. Status quo, business as usual, har stöd från många håll – något som försvårar förändring, ny teknik, nya beteenden etc. Ett exempel på ny teknik som under flera år väntat på genombrott är spårbunden automatisk persontransport, även kallad PRT, spårbilar, spårtaxi, podcar m.fl. namn.

Pilotbana på Chalmers
Idag, 22 augusti, genomfördes en konferens och workshop på Chalmers arrangerad av Johannebergs Science Park och Innovatum. Utgångspunkten var en färsk rapport om ett spårtaxisystem skräddarsytt för Chalmers campus Johanneberg. Tanken är att kombinera teknikutveckling, forskning, demonstration av ett fulleskalesystem med 35 vagnar för 6 personer. Bakgrunden är att Chalmersområdet inom kort räknar med att ta emot ytterligare 4000 personer till de arbetsplatser som knyts framför allt till utvecklingen av Johanneberg Science Park. En spårtaxibana skulle på så sätt fylla flera funktioner.

Design !
Under workshopen kom många värdefulla synpunkter fram. Inte minst betonade Göteborgs stadsarkitekt, Björn Siesjö, att de tekniska konstruktionerna och presentationen av desamma måste underordnas ett professionellt designtänk. Det fungerar inte att enbart utgå från tekniken – systemen, balkar, stolpar och angöringar – måste integreras elegant i stadsbilden och också bildmässigt beskrivas på ett tilltalande sätt.

Kittlande…
Andra frågetecken som dök upp var bullerfrågor, säkerhetsaspekter och analys av resandeströmmar, riktigheten i kalkylunderlag osv. I grunden mycket konstruktiv och välvillig kritik. Eller som formulerades på mötet: Det är lite kittlande med denna typ av lösning som frigör ytor i markplanet och tillgängligheten till kuperade områden som Medicinarberget och en möjlig direkt förbindelse till Linnéplatsen respektive Korsvägen.

Tidsperspektiv
Själv har jag följt teknikutvecklingen och diskussionerna sedan 1998, då jag fick lyssna till Sten Staxler och andra pionjärer på ett seminarium på Ekocentrum, på den tiden då verksamheten fanns i Sankt Jörgen Park på Hisingen. Idag fick jag dessutom höra att Härryda kommun, 7 år efter att de deltagit i ett informationsmöte som jag ordnade, nu tagit med spårtaxi i sin översiktsplan. Utveckling sker sannerligen språngvis.

Invigning 2021
Det ska bli spännande att se om pilotanläggningen på Chalmers kan invigas år 2021 när Göteborg fyller 400. En optimal tidplan ger vid handen att teknikutveckling, projektering, byggande och idriftsättning skulle kunna vara klara om 7-8 år, lite beroende på hur mycket överklaganden som de facto sker.

Samverkan
Fastighetsägare, industrin och andra samarbetspartners till Johanneberg Science park kommer att ha en viktig roll i förverkligandet. I gammal god göteborgsanda, kanske ?