Molekylernas teater

Han blickar ut över de sammetsröda sittplatserna i teatersalongen. Det är en miljö fjärran från hans egen tillvaro på Kemicentrum, ändå en synnerligen passande atmosfär för en pratstund om just kemi. Villy Sundström berättar gärna om molekylernas teater.

Han förklarar att de traditionella metoderna inom kemin innebär att man går miste om själva dramat, man får bara se öppningsscenen och slutscenen. Först studerar man de kemiska ämnen som man är intresserad av — nu kan spelet börja. Sedan låter man ämnena reagera med varandra — det dolda dramat utspelar sig på någon miljondels miljarddels sekund. Sedan kan forskarna studera den produkt som bildades vid den kemiska reaktionen — ridå ner, var god lämna lokalen.
 
Själva dramat, vad som verkligen händer vid de kemiska reaktionerna, får man aldrig se. Man kan bara mäta resultatet i efterhand. De kemiska reaktionerna är ett skådespel i svindlande hastighet. Men Villy Sundström vägrar att sitta någon annanstans än på första parkett.
 
— När man går på teater eller bio vill man ju se skådespelarna ordentligt, inte från en dålig plats i salongen, säger han.
 
Att få följa själva dramat är just det som Villy Sundström sysslar med i sin forskning. Han vill studera vad som verkligen händer vid olika kemiska reaktioner. Med hjälp av avancerad laserutrustning skapar han och kollegorna mycket korta pulser av röntgenstrålning för att, så att säga, filma själva händelseförloppet när ämnen reagerar med varandra.
 
Med tanke på att molekyler är en miljard gånger mindre än människor krävs det rimligen mer än en vanlig kamera och blixt för att fånga dramat. Villy Sundström förklarar att de hastiga ljuspulserna från laserutrustningen är några få femtosekunder korta. En femtosekund är en fruktansvärt kort del av en sekund: 0,000000000000001 sekund. Uppenbarligen klarar laserutrustningen av att hantera denna hastighet, men man kan fråga sig om den mänskliga hjärnan överhuvudtaget kan förstå en sådan tidsrymd.
 
Villy Sundström förklarar att en femtosekund förhåller sig till en sekund så som en sekund förhåller sig till 32 miljoner år. Det går alltså lika många femtosekunder på en hel sekund som det går sekunder på 32 miljoner år! Eller så kan man försöka göra en liknelse med hjälp av ljusets hastighet. Ljuset rör sig med en rasande fart på300 000 kilometerper sekund. På en sekund hinner ljuset färdas sträckan mellan jorden och månen. Men på en femtosekund hinner ljuset bara färdas en sträcka mindre än ett hårstrås tjocklek, berättar Villy Sundström.
 
Och professorn själv då, vad har han för relation till en femtosekund?
 
— Det är helt enkelt löjligt kort tid, säger han med ett snett leende och konstaterar att han har fått ett tämligen vardagligt förhållande till femtosekunder eftersom han arbetar med dem dagligdags.

Villy Sundström är bondsonen som växte upp i de vackra skogstrakterna vid Luleälvens strand, mellan Boden och Luleå. Hans far tjatade på honom att han borde bli läkare, något nyttigt och välavlönat, men grabbens kemiintresse var redan i unga år alltför starkt. Alltså läste han till kemist, vid universitetet i Umeå. Till Lund kom Villy Sundström 1994.

Nyligen fick han 20 miljoner kronor från Europeiska forskningsrådet, ERC. Onekligen en fjäder i hatten, med tanke på den stora konkurrens som råder kring denna typ av anslag som ges till enskilda välmeriterade forskningsledare. Sina framgångar inom forskningen förklarar Villy Sundström med ett enda ord: samarbete. Han pratar om att man måste ha en filosofi direkt motsatt revirtänkandet. Genom att samarbeta kan man fokusera på det som man själv är bra på. Det är rationellt och dessutom väldigt trevligt eftersom man då får lära känna nya intressanta människor, menar Sundström.

För ERC-pengarna ska Villy Sundström fördjupa sitt arbete med att studera vad som händer vid kemiska reaktioner. Han vill kunna se när enskilda bindningar i molekylerna går sönder, han vill kunna studera hur molekylerna vibrerar och snurrar. Tekniken att använda extremt snabba laserljuspulser ska utvecklas. Och personalstyrkan öka. Det rör sig om fem, sex nya tjänster, både doktorander och post docs.

Ett av Sundströms forskningsprojekt handlar om att studera nya solcellsmaterial på molekylnivå. Solceller av plast är ett intressant alternativ till dagens traditionella solceller av kisel och halvledare. Här gäller det att utveckla plastens kvaliteter för att få fram ett effektivt, böjbart och billigt material som kan producera ström när solen lyser på det.
 
Ett annat av hans forskningsprojekt handlar om att omvandla solenergin till ett bränsle som går att lagra. Från början inspirerades forskarna av växternas fotosyntes, det vill säga när växterna omvandlar solenergi till bränsle för växtens tillväxt. Man studerade de allra första stegen i fotosyntesen och började sedan utveckla ett konstgjort system som ska producera vätgas.
 
— Och så har vi ett spännande projekt om melanin, hudpigmentet som skyddar oss mot skadligt UV-ljus, säger Villy Sundström.

Han lutar sig framåt där han sitter på sin sammetsröda teaterstol. Berättar entusiastiskt om samarbetet med en kemistgrupp i Neapel. Italienarna är väldigt duktiga på att bygga melaninmolekyler, men har ingen möjlighet att studera vad som egentligen händer när melaninet träffas av UV-ljus. De går så att säga miste om molekylernas teater.

Nu ska även det dramat börja uppenbara sig, scen för scen, med hjälp av Villy Sundström och hans kollegor på avdelningen för kemisk fysik i Lund. Förhoppningsvis kan detta scenarbete i framtiden leda till bättre läkemedel mot hudcancer, malignt melanom.
 
text: Lena Björk Blixt
foto: Gunnar Menander

Intervjun publicerades först i nr 1 2009 av LUM, Lunds universitets magasin