Civilingeniør Morten Enggrob Simonsen fra Sektion for Kemiteknologi fik i fjor en ph.d. forskergrad for en afhandling om processer, der udnytter ultraviolet lys til at aktivere selvrensende egenskaber på nanobehandlede overflader. Paradoksalt nok findes der i forvejen produkter på markedet, som praler af at være i besiddelse af præcis de egenskaber, han arbejder på at udvikle.
- Men mange af de nanoprodukter, der findes i handlen i dag, vil reelt ikke være særligt aktive, når de benyttes udendørs. Selv om det hedder sig, at de er selvrensende, kan man godt stille et stort spørgsmålstegn ved, om det reelt er tilfældet. Vi forsker i, hvordan vi kan ændre den måde, overfladerne bliver aktiveret på, for vi skulle gerne gøre det muligt at aktivere dem med almindeligt sollys. Det nytter jo ikke, at folk skal rende rundt og belyse bygningerne med særlige uv-lamper for at få det til at fungere, forklarer Morten Enggrob Simonsen.
Vinduesglas er ét af de produkter, hvor nanoteknologi med en vis succes er blevet brugt til at skabe selvrensende overflader.
- De nanobehandlede vinduesglas, man køber nu, virker til en vis grad. Men eksempelvis her i Esbjerg-området, hvor vi er tæt ved kysten, har vi rigtig meget salt i luften. Og når det sætter sig som saltlage på ruderne, er aktiviteten i belægningen ikke ret stor. Dermed bliver nedbrydningen af det organiske snavs på ruderne mindre effektiv, og så bliver det ikke bare vasket væk af regnen, sådan som det ellers var meningen, siger Morten Enggrob Simonsen.
Holdbarhed og sundhedsfare
Holdbarheden af de nanobehandlede overflader er en anden egenskab, han er meget optaget af, men det er et vanskeligt felt at undersøge. For eksperimentets skyld har han selv forsynet en cementflise med en nanobelægning og efterfølgende haft den til at ligge udendørs på campus i Esbjerg.
- Den så fin ud efter et lille års tid, men hvis den havde ligget på et mere udsat sted med hårdere betingelser, ville resultatet måske have været anderledes. Så der skal vi arbejde med langtidskørsler og accelererede tests af den type, man bruger i industrien. Desuden skal vi gøre os klart, om vi forventer at holdbarheden på sådan en coatning bør være 5, 10 eller 20 år, for at det er i orden, siger Morten Enggrob Simonsen.Diskussionen om holdbarhed hænger også tæt sammen med de bekymringer for sundhedsfare, som er blevet en fast bestanddel af debatten om nanoteknologi.
- Det er en reel problematik, om nano-partiklerne bliver siddende på overfladen eller ej. Som det er nu, vil titaniumdioxid-partiklerne formentlig ikke blive siddende for altid. Derfor skal man have undersøgt, om de er sundhedsskadelige for mennesker og dyr ved indånding eller optagelse gennem huden, mener Morten Enggrob Simonsen.
Forskning og industri samarbejder
Esbjerg-forskerens arbejde indgår i innovationsprojektet "Clean Catalytic Surfaces" ("Rene Katalytiske Overflader"), hvor danske virksomheder og forskere under ledelse af Teknologisk Institut samarbejder om at omsætte ny dansk nano-viden til forbedrede produkter. Projektet har fået støtte fra Rådet for Teknologi og Innovation under Videnskabsministeriet, og partnerne prøver blandt andet at udnytte de teknologiske fremskridt til produktudvikling inden for hospitals- og plejesektoren, luft- og vandrensning samt maling og overflader til designprodukter. Eksempelvis er lampeproducenten Louis Poulsen Lighting A/S med, fordi virksomheden håber på at kunne tilbyde kunderne selvrensende udendørs lamper.
Med et samlet budget på 27 millioner kroner og en kombination af universitetsforskere fra Aalborg Universitet og DTU samt virksomheder fra en række brancher er der ifølge projektleder Jens Christiansen fra Teknologisk Institut gode rammer for at nærme sig målet.- Projektet rummer både forskning, teknologiudvikling og produktudvikling. Morten og de andre forskere er første led i kæden, fordi de leverer de nye forskningsresultater. Ambitionen er så, at den viden hurtigt kan komme videre til virksomhederne og hjælpe dem med at forbedre deres produkter. Indtil nu er Japan førende på det her område, og vi tager afsæt i de fremskridt, som er skabt derovre. Men vi prøver at bidrage til udviklingen ved at anvende principperne på nye idéer som eksempelvis de selvrensende lamper. Så vi satser på, at der kommer nye ting ud af det her, som kan gavne de deltagende danske virksomheder, siger Jens Christiansen.
Balancekunst
Det danske projekt udnytter egenskaber ved såkaldt titandioxid (TiO2), som har været kendt i årtier. Udfordringen består i at finde den mest effektive sammensætning af den titandioxid-holdige substans, som benyttes til at forsyne udendørs lamper, facader eller vinduespartier med de selvrensende egenskaber. Samme princip kan benyttes til vand- og luftrensning samt til at skabe anti-bakterielle overflader på hospitalsudstyr og andre emner, hvor hensynet til hygiejne vejer tungt.
Morten Enggrob Simonsens nuværende forskning er især fokuseret på de udendørs overflader.
- Så længe vi kun har en film, der er baseret på titaniumdioxid, kræver det, at der er uv-lys til stede. Og da uv-lyset i almindeligt sollys kun er omkring fem procent, skal der en ret effektiv film til, for at vi får en god nedbrydning af det skidt, der sætter sig på overflader. Derfor forsøger vi at dope vores titaniumdioxid-film ved at tilsætte forskellige andre atomer ind i overfladen, så vi udvider det lysspekter, der kan aktivere filmen, forklarer Morten Enggrob Simonsen.
Han har blandt andet eksperimenteret med at bruge mikrobølger til at fremstille nanobaserede substanser i kemilaboratoriet. Afhængig af hvordan temperaturen og opvarmningstiden indstilles, vil det ændre partikelstørrelsen og aktiviteten af de partikler, der dannes.
Stadig stort potentiale
Morten Enggrob Simonsen er ikke i tvivl om, at han i de kommende år kan være med til at bane vej for produkter med et stort potentiale. Men han er samtidig bekymret for, om forbrugerne til den tid har fået nok af dårlige forløbere og falske nano-løfter.
- Nano har virkelig været et buzzword, og det kan godt give bagslag, så det ender med at blive negativt ladet. Folk ender med at have hørt så meget om ting, der alligevel ikke virker, fordi de er kommet for hurtigt på markedet, og så er nyhedsværdien måske væk, når vi rent faktisk begynder at komme med produkter, der virker rigtig godt, siger Morten Enggrob Simonsen.
Han har selv en forestilling om, hvordan han håber udviklingen bliver de kommende år.
- Jeg tror, at der vil ske store ting inden for de næste 10 år, og at det vil blive muligt at købe nogle nanobehandlede overflader, som holder, hvad de lover. Men det skyldes så også, at der har været forsket i fotokatalyse og selvrensende overflader i tre årtier. Det er bare først i de senere år, at det er begyndt at hedde noget med nano, konstaterer han.
Fakta og kontakt:
- Innovationskonsortiet Clean Catalytic Surfaces er medarrangør af et seminar om de titaniumdioxid-baserede teknologier i denne uge.
- Sektion for Kemiteknologi ved Aalborg Universitet Esbjerg på nettet og Facebook.
- Nanoteknologi beskæftiger sig med materialers opbygning helt ned på molekyle-niveau. Læs mere.
- Nanoforsker Morten Enggrob Simonsen, Aalborg Universitet Esbjerg, tlf. 21 62 69 24.
- Projektleder Jens Christiansen, Teknologisk Institut, tlf. 72 20 24 98.
- Videnskabsjournalist Carsten Nielsen, Aalborg Universitet, mobil 23 40 65 54.