Forside / Nyheder / Besøg på Københavns Universitet, Det Biovidenskabelige Fakultet

Besøg på Københavns Universitet, Det Biovidenskabelige Fakultet

Videnscenter for Håndværk og Bæredygtighed har været på besøg på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning på Københavns Universitet. Instituttet ligger på Rolighedsvej på Frederiksberg, et sted som tidligere var en del af Landbohøjskolen, og som da mest handlede om landbrug og skovbrug, og hele værdikæden fra frø til færdigvarer.

Af Bjørk Fredslund Andersen, Videnscenter for Håndværk og Bæredygtighed.

I dag er der stadig mange forskere herude som arbejder med eks. dyrkning af skov, biodiversitet, næringscyklusser, som ser på kemien i jorden, eller eks. ser på hvordan planterne vokser. Altså alle de her ting som nu har med alt omkring skoven at gøre.

Jeg var taget ud for at besøge en forskergruppe som sidder i afdelingen, ’Bioresourcekemi og -teknologi’. Her mødtes jeg med Emil Thybring som er ansat som lektor, og Lisbeth Garbrecht Thygesen som er professor. Emil og Lisbeth kender jeg fra et projekt som videnscentret har med blandt andet Københavns Universitet og BUILD. Projektets navn er VIGOT, Vidensbaseret Grøn Omstilling af Tømreruddannelsen. Projektet skal se på mulighederne omkring anvendelse af biogene byggematerialer i byggeriet, med et særligt fokus på fugt, og her kommer Lisbeth og Emil ind i billedet med deres ekspertviden.

Det er dog ikke dette projekt som denne artikel skal handle om, da hensigten i stedet er at prøve at give et lille indblik i hvad det er for et sted som Emil og Lisbeth arbejder. Det er nemlig et meget spændende stykke arbejde som foregår på denne adresse på Rolighedsvej, og derfor synes jeg at det vil være synd hvis den bare får lov at gemme sig nede i universitets kælder, sagt med et smil. Det er nemlig både en viden om de mange muligheder som ligger i at arbejde med træ, men også en viden som kan åbne ens syn på hvad træ egentligt er for en størrelse, og skabe en endnu større interesse for selve materialet.

Tilbage til ’Bioresource, kemi og teknologi’. Afdelingens arbejde er koncentreret omkring den sidste del af den tidligere nævnte værdikæde, som der arbejdes med inde på denne adresse. I denne del kigger forskerne på hvordan man kan konvertere den biomasse som kommer fra skoven, men også andre bioressourcer, til materialer, kemikalier og brændstoffer.  Emil selv kigger mest på materialer og mest af træ.

Forskerne ser altså på hvordan vi som mennesker mest intelligent kan udnytte den biomasse, som kommer, både fra skoven, men også fra andre ressourcer.

Den gruppe som Emil og Lisbeth sidder i har tidligere haft en lang historik med at kigge på halm til bioethanol, men er sidenhen gået over til at kigge mere på træ og materialer.

Ser man på et slags ’nytte-hierarki’ over hvad der har den største klimaeffekt at forske i, og dermed udvikle ny viden om, får man mest samfundsmæssig nytte hvis det er ’materialer’ man går efter at vide mere om, og så har man herefter ’kemikalier’ og så ’brændstoffer’. Så en intelligent udnyttelse af materialer et det som giver mest klima for pengene, hvorimod brændstoffer ikke giver lige så stor klimaeffekt som faste materialer.

Jeg spurgte Emil om deres arbejde kan karakteriseres som grundforskning, men det er ikke grundforskning i egentlig forstand som gruppen arbejder med. Gruppen har i stedet ofte et eller andet mål med hvorfor noget er interessant at undersøge eller forstå. Det kan eksempelvis være noget med at undersøge hvordan man kan lave nye materialer af et bestemt stof. Så kan man jo begynde at undersøge hvad der skal til for at man kan gøre det, og hvad er man så nødt til at forstå, måske noget med hvordan bindemidler og fibre hænger sammen? Altså i modsætning til egentlig grundforskning, har denne forskning et mere anvendelsesorienteret sigte, eller et mere defineret mål om man vil.

Hvis vi nu eks. ser på det her med holdbarhed af træ, så findes der jo den traditionelle måde at beskytte træ på, som er ved brug af biocider. Det vil man dog gerne væk fra, da biocider både er skadelige for mennesker og for miljø. Så i stedet for at bruge træimprægnering med biocider, så arbejder gruppen eksempelvis med at undersøge mulighederne for at lave modificering af træ.

Der findes dog allerede produkter på markedet for modificeret træ. Accoya er et godt eksempel. Kebony er også et godt eksempel, eller eksempelvis varmebehandlet træ. Det kan dog være et problem at prisen for flere af disse produkter ofte er ret høj, og ofte væsentligt højere end eks. trykimprægneret træ. Dette kan gøre at mange vælger det billigere alternativ, med de problemer og udfordringer som det så kan medføre.

I forhold til ovenstående eksempel er det så at man kan begynde at forske i hvad det er for en proces som eks. Accoya laver, og prøve at forstå hvad det egentligt er der sker, og hvorfor det virker mod eks. svampeangreb. På den måde kan der forskes i de grundlæggende principper for at modificere træ, og hvad det eks. er for nogle fysiske egenskaber som man må give materialet, for at det opnår en given holdbarhed. Det kan dermed sige noget om hvad det er for en egenskab ved træet som en producent må kunne ’twiste’, eller justere på, for at kunne fremstille et holdbart produkt, og i den anledning måske et eller flere produkter som kan produceres med lokale træsorter, og måske til en lavere pris, som dermed kan skubbe på en udvikling mod mere miljøvenlige produkter i fremtiden.

Herunder følger en række billeder med beskrivelse fra besøget. Det er ganske vist temmelig kompliceret teknisk udstyr, og et godt stykke fra eksempelvis en tømrers afkorter eller boremaskine, men det til trods er jeg ret overbevist om at mange af videnscentrets læsere vil finde det ganske interessant at lære lidt ud over hvad pensum normalt er på de tekniske skoler. Så rigtig god fornøjelse.

 

ACE

Herover ses en ACE.  Det er en maskine som bruges til at ekstrahere stoffer, fra f.eks. biomasse. Emil forklarer at det er ligesom når man laver kaffe derhjemme, hvor man i dette tilfælde, med varmt vand, trækker smagsstofferne fra kaffebønnerne ud. I ovenstående tilfælde kan man ved hjælp af forskellige opløsningsmidler trække indholdsstoffer fra biomasse ud, og herefter bruge dem videre til kemisk analyse.

 

Stinksskabe

Her ses et billede af nogle stinkskabe i det kemisk laboratorium. Her laves behandlinger af træmodificeringer og hvad der ellers rodes med af forskellige kemiske opstillinger. Stinkskabene er nødvendige når der skal nogle arbejdes med eksempelvis sundhedsskadelige stoffer. Her er det vigtigt for arbejdsmiljøet at man sidder et sted som kan fjerne de giftige dampe som eks. kommer fra de anvendte organiske opløsningsmidler. Dette kan være ret aktuelt i netop denne afdeling, for når man skal ekstrahere stoffer fra biomasse, kan det til tider kræve nogle krasse sager, for at kunne trække de ønskede stoffer ud af materialet.

Spektrometer

Her ses et infrarødt spektrometer. Det er en type udstyr hvor man kan få informationer omkring biomassens kemi, og hvor man kan undersøge de kemiske bindinger der er inde i materialet.

Udstyret fungerer på den måde at der kommer en infrarød stråle op gennem en lille bitte krystal som befinder sig inde i midten af en metalplade. Her lægger man så sin prøve, og ”maser” den godt ned i hullet, og altså godt ned mod diamanten, da der skal være god kontakt mellem delene.

Herefter sendes den infrarøde stråle op mod materialet, hvorved den bliver reflekteret tilbage og kommer ned i maskinen og bliver målt. Uden at det skal blive alt for teknisk, ser man herefter på om der er noget af energien der er forsvundet fra visse bølgelængder. Det er nemlig sådan at de bølgelængder hvor der så er forsvundet energi fra, kan fortælle noget om de kemiske grupper der er tilstede i det pågældende materiale, samt de grupper der sidder på de her stoffer.

Hvis man for eksempel ser på cellulose, så sidder der nogle sidegrupper på cellulosen, også kaldet OH-grupper. Hvis nu eks. et stykke træ har været udsat for en bevidst behandling, eller det kunne også være et svampeangreb, så betyder det ikke nødvendigvis at selve cellulosen som sådan har ændret sig, men det er måske blevet til cellulose med et lille twist.

Så i forhold til den information som forskerne nogle gange søger, så er det at man eks. bevidst laver kemiske ændringer i et stykke træ, med det formål at undersøge om man kan skabe mere holdbare træmaterialer til udendørs brug. Her vil forskerne selvfølgelig gerne vide hvorvidt de kemiske ændringer som man antager at man laver, rent faktisk også opstår i materialet.

Miktrotom

Her ses en såkaldt mikrotom. Dette apparat står nede i kælderen, og kan måske minde lidt om en avanceret form for pølsemaskine. I dette tilfælde skærer maskinen dog ikke pølser, men i stedet nogle meget tynde skiver af træ, som skal bruges til prøver.

Der sidder en meget skarp kniv, som sidder fast nede omkring det sorte og røde på billedet, og mod denne kniv er der så en holder som kan bevæge sig op og ned. Fordi det er et meget fint udstyr, så kan denne holder justeres så den lige så langsomt kan skubbe en given prøve længere og længere frem mod kniven.

Denne præcision kan så skaber prøver som er mellem 8 og 20 mikrometer tynde, og som så efterfølgende kan bruges i et Raman mikroskop. Der vises et billede af mikroskopet senere i denne artikel.

Objektglas

Ovenover ses et eksempel på et objektglas. På billedet af det nederste glas ses en rød firkant, som er ganske almindelig neglelak. Neglelakken anvendes til at forsegle kanten mellem to glasplader. Mellem glaspladerne ligger de tynde træprøver, helt ned på 10-20 mikrometer, som er skåret på den tidligere viste maskine (en Mikrotom). Disse skiver er så lagt på ovenstående viste objektglas med en lille dråbe vand på. Herefter bliver prøven forseglet med et dækglas, som er en meget tynd glasplade, og lidt mindre end selve objektglasset. Så kommer vi tilbage til neglelakken, som anvendes for at sikre sig at vandet ikke skal fordampe, og ved påføring hjælper med at forsegle prøven. Det kan som bonusinfo i øvrigt være neglelak i alle mulige farver, egentligt bare det der er billigst, og måske tit nogle tilbudsfarver fra Netto, som folk ikke vil have.

Raman mikroskop

 

Et Raman mikroskop et er i virkeligheden bare en avanceret form for mikroskop, men for at dette mikroskop kan fungere optimalt, skal der være ultrasort inde i kassen hvor mikroskopet står. Når lågen er lukket, og alt er klart, så kommer der en laser ned gennem mikroskopets linser, som så altså belyser den pågældende prøve (jf. det tidligere viste objektglas, hvor materialet mellem de to glasplader var skåret ud på en Mikrotom). Herefter får man en tilbagekastning at lyset igen, og man får således en information om den energi der bliver kastet tilbage, samt noget information i forhold til hvilke vibrationer der er i materialet.

Lisbeth med en Xbox-controller

På ovenstående billede ses Lisbeth der står med en Xbox-controller. Når forskerne skal lave kortlægning af kemien under Raman mikroskopet, så lægger man prøven (objektglasset) på en såkaldt ’scene’, altså den plade som befinder sig under mikroskopet. Når lågen er lukket, og man efterfølgende skal søge rundt og finde ud af, hvor skal man helt nøjagtigt ønsker at måle henne i prøven, ja så er det meget rart at have et joystick til at køre rundt med ’scenen’ og dermed prøven. Det vil nemlig ikke være muligt at stå med sine store fingre, og forsøge at skubbe ”200 mikrometer til højre eller 50 mikrometer til venstre”, som Emil beskriver det. Det kræver dog særlig instruktion at anvende udstyret, og er man ikke yderst forsigtig kan det gå hen at blive en ret dyr affære, hvis en uagtsom studerende kommer til at køre mikroskopet for langt ned. Dette er dog heldigvis ikke sket endnu, hvilket nok skyldes Emil og Lisbeths kyndige instruktioner.

Herover ser vi nogle af de her billeder man kan få ud af afdelingens Raman mikroskop.

Links til mere viden om instituttets forskning kan ses herunder: