Projektanslag

Yt- och kolloidkemi

I Lund finns en av världens främsta vetenskapliga miljöer inom yt- och kolloidkemi. Forskningen kan förklara allt från orsaken till att cement stelnar till hur kroppen tar upp läkemedel genom huden. – Tillämpningarna av vår forskning har stor betydelse i vardagen för många människor, säger Håkan Wennerström, professor i fysikalisk kemi vid Lunds universitet.

Bakgrunden till den starka kemiforskningen i Lund är en banbrytande upptäckt som gjordes av Håkan Wennerström och Bo Jönsson för mer än 20 år sedan. De började studera hur starkt laddade partiklar beter sig. Med likadana laddningar borde partiklarna ta avstånd, alltså repellera varandra. Men är de tillräckligt högt laddade uppstår i stället en attraktion. Fenomenet kallas jon-jon korrelation och har fått ett stort genomslag i forskarvärlden.

- Det här visade sig vara en fundamental mekanism med en oändlig mängd tillämpningar inom kemin, säger Håkan Wennerström.

Ett exempel är cement. När cementblandaren rullar igång innehåller den bara en lös smet som innehåller nanometersmå, starkt negativt laddade partiklar. De små kornen fäster inte vid varandra, utan hålls åtskilda. Men undan för undan börjar de dras till varandra, cementen härdar och blir till hård betong.

- Vi kunde alltså förklara orsaken till själva stelningsmekanismen och det innebär också att det är möjligt att utveckla hållfastare betong med bättre egenskaper.

Samma grundläggande rön förklarar också till exempel hur kroppens dna packas i kromosomerna eller varför färgen torkar på en bil.

Håkan Wennerström och hans nio kollegor har utvecklat en forskarmiljö av internationell klass. I Lund finns nu framstående experter inom teoretisk, fysikalisk och biofysikalisk kemi. Målet är att i detalj förstå tillfälliga bindningar mellan molekyler i vätskor och hur detta ger både material och levande celler deras särskilda egenskaper. Det brukar kallas intermolekylär växelverkan och det är av stor vikt att lära sig förstå hur det samspelet fungerar.

Forskarna använder kvantkemi och datorsimuleringar för att beräkna styrkan i de molekylära bindningarna. Experiment på modellsystem visar sedan om teorierna fungerar. Resultaten används för att lösa konkreta problem inom biologi och teknik. Inom biologin handlar det till exempel om att förklara samspelet mellan kroppens minsta beståndsdelar som proteiner, polysackarider och nukleinsyror. Och från laboratoriet är steget inte långt till industrin.

- Jag brukar säga att våra forskare kan gå in i vilken svensk industri som helst. Alla har glädje av våra kunskaper. Däremot utgör sällan vår forskning själva kärnan i ett industriföretag, säger Håkan Wennerström.

En för Lundaforskarna unik nisch handlar om hur läkemedel tas upp via huden, till exempel i smärtstillande plåster. I ett annat projekt studeras hudkrämer. Forskningen har också betydelse för olika hygienprodukter, livsmedel och pappersmassa.

Anslaget från Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse går till att köpa in dyrbar utrustning som ger forskningen en skjuts framåt. Det nya speciallaboratoriet kommer också att fungera som stöd för Max IV och ESS, två storskaliga forskningsanläggningar som byggs i Lund.

- Nu kan vi äntligen skaffa ett konfokalmikroskop som ger oss möjligheten att studera ytor med väldigt god upplösning ner till ljusvåglängder. Vi kan också förnya instrumenteringen i övrigt så att vi inte halkar efter andra lärosäten i Europa och USA. Stödet från Wallenbergstiftelsen är helt avgörande för oss, säger Håkan Wennerström.

Text Nils Johan Tjärlung
Bild Magnus Bergström