Tack vare en ny fiber kommer det i framtiden att vara möjligt att producera kläder som kan mäta både hjärtat och andningen. Smart Textiles-doktoranden Anja Lund vid Högskolan i Borås [Ref 1] har i samarbete med forskningsinstitutet Swerea IVF lyckats framställa en fiber som skapar elektricitet när den utsätts för rörelse.

Egenskapen som fibern har kallas för piezoelektricitet och innebär enkelt uttryckt: mekaniskt arbete som omvandlas till elektricitet. Egenskapen finns i olika material som kvarts och keramiska material, men Anja Lund var nyfiken på om det gick att applicera på textila fibrer när hon startade forskningen för några år sedan tillsammans med Swerea IVF. 

Men att utnyttja de piezoelektriska egenskaperna i en fiber visade sig inte vara helt enkelt. Piezoelektriska polymerer används framförallt i filmform och får då en elektriskt ledande beläggning på båda sidor, som utgör två elektroder. Att få till två åtskilda elektroder på en fiber är svårare.

– Vi fick helt enkelt spinna egna fibrer och lägga in en konduktiv kärna för att lösa problemet, berättar Anja Lund.

Genom att fibrerna är elektriskt ledande och piezoelektriska ser hon framtida användningsområden inom till exempel sjukvården.

– Det finns apparater som kan kopplas till plagg för att mäta hjärtaktivitet till exempel men de här fibrerna möjliggör att plagget får dessa egenskaper redan vid tillverkningen. Nu hoppas Anja Lund och forskargruppen Fiberutveckling på Swerea IVF att företag ska höra av sig med idéer och förslag på i vilka produkter fibern kan användas i, i framtiden.

Omkring 30-40 procent av Europas befolkning kommer under sin livstid att få diagnosen cancer. I och med nya avancerade metoder för analys av protein, DNA och RNA i vävnads- eller blodprover från patienter har vi gått in i en ny era av personlig medicin. Personlig medicin när den är som bäst kommer att ge rätt läkemedel i rätt dos till rätt patient, och därmed minimera onödigt lidande och öka svaret på behandling. Detta kräver sofistikerade diagnosmetoder.

Forskningsgruppen, under ledning av Mats Nilsson, professor i biokemi/molekylär diagnostik vid Stockholms universitet, har sedan början av år 2000 arbetat med att utveckla nya diagnosmetoder som grundar sig på analys av genetisk information (DNA och RNA) i celler och kroppsvätskor. Under denna tid har det skett en snabb utveckling av DNA-sekvenseringsteknik, vilket har revolutionerat den storskaliga biologiforskningen.

– Vi har nu visat att man kan använda DNA sekvensering direkt i vävnadsproven för att läsa den genetiska koden och erhålla information om specifika RNA-molekyler i enskilda celler på deras ursprungliga plats i vävnaden. Det här är första gången sådan in situ-sekvensering har utförts, och det har uppenbara fördelar, säger Mats Nilsson.

Genom in situ-sekvensering kan RNA-uttryck i såväl tumörcellerna som de omgivande stromacellerna analyseras. Man vet att det inte bara är tumörcellerna som har betydelse för tillväxten av cancer, utan även hur de samspelar med de celler som omger cancercellerna. Befintliga metoder har inte kunnat lösa denna komplexitet i vävnaderna.

– Kombinationen av den detaljerade informationen från befintliga metoder för analys av enskilda celler och vår in situ-sekvenseringsmetod kan vara kraftfull och till stor användning inom både forskning och diagnostik, säger Mats Nilsson.

Metoden som utvecklats av Mats Nilsson och de andra forskarna vid Science for Life Laboratory (SciLifeLab) använder sig av sekvensering för att studera ett flertal olika markörer och mutationer samtidigt. Här analyseras 39 olika RNA-molekyler i samma vävnad och ger en mer komplett bild än de mödosamma standardmetoder som används av patologer idag.

Publikation
In situ sequencing for RNA analysis in preserved tissue and cells. Ke, R., Mignardi, M., Pacureanu, A., Svedlund, J., Botling, J., Wählby, C. and Nilsson, M. Nature Methods.

Modern elektronik hanterar information genom att kontrollera och variera mängden av elektrisk laddning i kretsen. Alternativ till denna strategi är att utnyttja andra egenskaper än laddningen hos elektronerna för att hantera information i kretsen. En sådan metod är så kallad ”spinntronik”, där man använder elektronspinn som informationsbärare.

Ett alternativt och nytt koncept för att hantera information är att utnyttja elektronens ”vågkvanttal” i kristallen. Detta kan leda till ultrasnabba datorer med lägre värmeförluster i framtiden. Nu har en forskargrupp vid Uppsala universitet bestående av Jan Isberg, Markus Gabrysch, Johan Hammersberg, Saman Majdi och Kiran Kumar Kovi, tillsammans med den brittiske forskaren Daniel Twitchen, visat att de kan generera, transportera (över makroskopiska avstånd) och detektera elektroner vars olika vågkvanttal kan bevaras under en så pass lång tid som 300 ns (nanosekunder). Resultaten har publicerats i Nature Materials.

Elektroner färdas genom en kristall som vågor. Denna våg kan beskrivas med ett rörelsemoment med tillhörande vågvektor, som är en kontinuerlig variabel, och spin, som är ett diskret kvanttal. En kristall kan ha två till tre riktningar som är identiska för elektronens energi, rörelsemängdsmoment och vågvektor, med undantag för dess riktning.

Benämningen ”valleytronics” kommer av att elektronerna har lägre energi för vissa vågvektorer i högsymmetririktningarna och det är i dessa så kallade dalar som elektronerna föredrar att befinna sig i då de kylts av och förlorat energi. Typiska material som har sådana multipla dalar är grafen och vissa halvledare som kisel och diamant. För att fullständigt beskriva elektronens våg i en kristall behövs således även ett vågkvanttal som benämner den dal elektronen befinner sig i.

– Att elektronen kan befinna sig i en och samma dal under en längre tid så att operationer kan utföras är således en viktig förutsättning för att utveckla ”valleytronics” och detta har vi nu visat är möjligt, säger Jan Isberg, professor i elektricitetslära vid Uppsala universitet.
Analogin med ”spintronics” antyder även att ett framtida tillämpningsområde för ”valleytronics” är inom kvantdatorer.
   
Kolbaserade elektroniska material såsom grafen, kolnanotuber och diamant har varit i fokus för en intensiv forskning under det senaste decenniet. Diamant är välkänt för sin exceptionella hårdhet. Mindre känt är att diamant leder värme sex gånger bättre än koppar, samtidigt som det kan tåla extremt höga spänningar utan genombrott. Därtill så går det att dopa så att det blir elektriskt ledande.

De fysikaliska egenskaperna hos diamant samt den senaste utvecklingen av tillverkningen av syntetisk diamant har lett till ett ökat intresse för diamant inom elektronik, fotonik och spinntronik. Tillämpning finns inom till exempel nanometerstora magnetiska sensorer, singelfoton-källor och kvantdatorer. Det har föreslagits att diamant är framtidens material inom kvantmekanikapplikationer på grund av den långa spinnrelaxationstiden och det stora bandgapet som möjliggör optisk aktivering av störatomer. Den tillämpning inom ”valleytronics” som Uppsalaforskarna nu föreslår har potential att ge ytterligare en möjlighet att realisera kvantdatorer.

Referens: ”Generation transport and detection of valley polarized electrons in diamond”. Advance Online Publication (AOP) on Nature Materials’s website 14 July 2013. http://dx.doi.org/10.1038/nmat3694

Två SLU-forskare har framträdande roller i den långsiktiga snöleopardsstudie som Snow Leopard Trust driver i södra Gobiöknen i Mongoliet. Nu har några av forskarna lyckats beskåda en två veckor gammal vild snöleopardsunge i sin lya – och fått en sällsynt inblick i de första dagarna i livet hos dessa skygga, utrotningshotade katter. Innan lyan lokaliserades hade moderns och den troliga faderns rörelser följts under flera månader med hjälp GPS-utrustade halsband.

Att någon hittar en vild snöleopardsunge i sin lya är mycket sällsynt och spännande i sig – första gången någonsin som ett sådant möte ägde rum var så sent som förra året. Det senaste mötet kan dock vara särskilt betydelsefullt. Forskargruppen som hittade ungen vet nämligen vem modern är, en katt som heter Agnes, och dessutom är den troliga fadern känd, en hanne som heter Ariun. Båda djuren har halsband med GPS-sändare och har kunnat följas på håll under flera månader.

En av de forskare som var med då ungen upptäcktes är Gustaf Samelius. Han är forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU), och vetenskaplig rådgivare inom Snow Leopard Trust, en organisation som arbetar för den hotade snöleopardens fortlevnad.

– Vi vet väldigt lite om vad snöleopardsfäder har för roll efter parningen, säger Gustaf Samelius. Att kunna övervaka båda föräldrarna under en nyfödd unges uppväxt kan ge nya spännande insikter. Nu väntar vi ivrigt på en dna-analys som kan bekräfta att Ariun verkligen är far till ungen.

En annan svensk som har gjort viktiga insatser inom projektet är SLU-doktoranden Örjan Johansson. Med basen i en liten jurta högt upp i de Mongoliska bergen har han spårat och märkt fler snöleoparder än någon annan, för att lära sig mera om deras liv och vanor. Hans analyser av gps-positioner visade att två snöleoparder, Agnes och Ariun, under flera dagar tidigare i våras hade vistats samtidigt i ett litet begränsat område. Snöleoparder är oftast ensamlevande, så denna typ av beteende tyder ofta på att parning har ägt rum. Ungefär tre månader senare började Agnes att begränsa sina vandringar på ett sätt som antydde att hon var redo att föda.

– När vi var ganska säkra på att hon hade fött väntade vi i ca två veckor innan vi gick in i området för att leta efter lyan, säger Gustaf Samelius.

Den 21 juni hittade Gustaf Samelius och hans kollegor Sumbe Tomorsukh, Uugantsetseg Gantomor, Jeremy Krockenberger och Carol Esson lyan. När de var säkra på att honan befann sig på ett betryggande avstånd, kunde forskarna snabbt ta sig in i lyan, och undersöka och fotografera den två veckor gamla ungen. De tog också med sig hårstrån som gör det möjligt att bestämma kön och härstamning.

Ett besök av pappa?
Tillbaka i baslägret undersökte forskarna GPS-data från den förmodade fadern Ariuns halsband, och insåg att han hade befunnit sig bara någon meter från lyan när ungen var en vecka gammal, medan modern var nästan en mil bort.

– Vi kan inte säga om han faktiskt var inne i lyan eller vad han gjorde där, men det är fascinerande att ta del av detta beteende – särskilt om Ariun verkligen skulle visa sig vara fadern, säger Gustaf Samelius.

LÄNKAR
Örjan Johanssons blogg om sina upplevelser i Mongoliet:
http://snowleopardmongolia.wordpress.com

Dokumentär på SVT: forskning om snöleoparden
http://www.slu.se/sv/om-slu/fristaende-sidor/aktuellt/alla-nyheter/2013/5/dokumentar-pa-svt-forskning-om-snoleoparden/ [Ref 3]

OM SNÖLEOPARDEN
Snöleoparden är ett kattdjur som lever på hög höjd i bergsregioner i Himalaya och Centralasien. I vilt tillstånd finns endast 3 500–7 000 snöleoparder kvar, och på grund av deras gäckande natur är möten så sällsynta att katterna ofta kallas ”spökena från berget”.
SLU:s vision: SLU är ett universitet i världsklass inom livs- och miljövetenskaper.

Forskare på VTI har undersökt hur EAF-slagg från stålverket i Smedjebacken fungerat som ballast i asfaltbeläggning. Slaggen har goda mekaniska egenskaper. Kornen blir efter krossning i flera steg kubiska men behåller samtidigt sin skrovliga yta vilket innebär att asfaltbeläggningen får en mycket god stabilitet. Genom att slaggen innehåller fri kalk i lämplig mängd blir beständigheten mot vatten mycket bra. Bindemedelshalten är lägre i slaggasfalt än konventionell asfalt på grund av sin högre korndensitet.

Ett antal provsträckor har årligen följts upp med fokus på dokumentation av egenskaper och fördelar/nackdelar i jämförelse med konventionell asfalt. Flera av objekten har stor trafikvolym eller hög andel av tunga fordon. Vid några tillfällen har makrotextur, spårdjup och jämnhet undersökts.

Tillgängliga laboratorieundersökningar för respektive objekt samt data om trafik och vägtyp redovisas i rapporten.

Sammanfattningsvis visar uppföljningarna att slaggasfalten fungerat mycket bra. Undersökningarna av asfaltmassa och asfaltbeläggning visar på mycket goda egenskaper ifråga om stabilitet, styvhet och beständighet. Även slitstyrkan har visat sig vara acceptabel för svenska förhållanden med dubbdäckstrafik vintertid. Inga beläggningsrelaterade skador såsom stensläpp, sprickor eller andra defekter har observerats på i undersökningen ingående objekt. Slaggasfalten har som förväntat god friktion. Bullerreduktion för täta eller halvtäta asfaltbeläggningar ligger cirka 1 decibel lägre än för jämförbara sträckor med konventionell asfalt.

Förutom forskare på VTI har personer från Trafikverket, Ovako Bar AB, Maserfrakt och NCC deltagit i projektet.

Jägarnas observationer av älgar på Öland har under flera års tid visat att endast få kalvar överlever hösten det år de fötts. Undersökningar av hondjur har visat på normal fertilitet.

För att försöka ta reda på eventuella orsaker till den höga älgkalvsdödligheten följdes 20 GPS-märkta älgkor under förra sommaren och hösten av forskare från Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och SVA. De märkta korna födde tillsammans 22 älgkalvar. Endast sju kalvar överlevde fram till september månads utgång. Hälften av de döda dog redan i nära samband med födseln och resten efter en månads ålder.

När de döda kalvarna obducerats vid SVA visade det sig att de flesta varit i livet vid födseln men inte diat. Några sjukdomar som kunde förklara dödligheten kunde inte identifieras.

– En teori är bristande moderliga omsorger som kan bero på att kon är i dålig kondition. En annan är att en del kalvar är svagfödda av än så länge okänd anledning. Sjukdom hos de nyfödda döda kalvarna har vi inte påvisat, men de kalvar som dör senare på sommaren dör sannolikt av sjukdomar och vi kan inte utesluta betesfeberns roll i detta. Smittämnet bakom betesfeber finns i hela södra Sverige, säger Jonas Malmsten.

Han har i dagsläget inte funnit något samband mellan de döda älgkalvarna på Öland och de omskrivna döda älgarna i Blekinge.

I samarbetsprojektet mellan SVA och SLU studerar forskarna under 2013 älgkornas rörelser, beteenden och val av vistelsemiljöer. Även hur genetik, klimat och föda kan påverka Ölandsälgarna undersöks. Resultaten från dessa studier är ännu inte klara men kan komma inom kort.

Fotnot: Betesfeber, som även drabbar till exempel nötkreatur, orsakas av infektion med bakterien Anaplasma phagocytophilum. Smittämnet överförs via fästingar och orsakar vanligen hög feber.

Trots att det under många år har funnits betydligt energieffektivare väg- och gatubelysning än den som oftast används i svenska kommuner idag, så sker det relativt få ny- och reinvesteringar. Möjlighet till energibesparingar har stor betydelse för benägenheten att fatta beslut om investeringar, men hinder kan uppstå när ansvaret läggs ut på entreprenad.

Studien i VTI rapport 786 identifierar faktorer som utgör hinder respektive drivkrafter för ny- och reinvesteringar i energieffektivare väg- och gatubelysning. Författarna har analyserat planerings- och beslutsprocesser, ansvarsfrågor och aktörer i ett antal svenska kommuner samt undersökt hinder och drivkrafter i 12 svenska kommuner av olika storlek genom att intervjua de ansvariga för väg- och gatubelysning (VGB).

Undersökning visar att de studerade kommunerna har varierande grad av energieffektiv VGB och olika andel kvicksilverbelysning kvar. De skiljer sig också åt avsevärt i hur de organiserat ansvarsfrågor, beslutsprocesser och hur de arbetar strategiskt med energifrågor. De kommuner som hade störst andel kvicksilverbelysning kvar i VGB hade inte samordnat frågan med någon annan strategisk fråga såsom energi, miljö eller trygghet. Dessa kommuner hade ett rent tekniskt och funktionellt synsätt på VGB och bytte endast armaturer då de gamla tjänat ut, så det strategiska arbetet med energiplaner verkade endast ha en begränsad effekt på reinvesteringsbesluten.

Det verkar som att det kan vara ett hinder för förnyelse när ansvaret för planeringen och förnyelsen av VGB läggs ut på entreprenad. Detta var typiskt för kommuner med stora andelar kvicksilverbelysning kvar. Däremot verkar inte brist på kunskap och brist på ekonomiska medel uppfattas av kommunernas ansvariga som betydande hinder mot förnyelse.
Det strategiska sammanhanget i form av energibesparingar och energieffektiviseringar tycks ha mycket stor betydelse för benägenheten att fatta beslut om reinvesteringar i VGB. Exempelvis angav fyra av de fem kommuner som helt eller till mycket stor del redan bytt ut kvicksilverbelysning mot andra typer av ljuskällor att energibesparingar var det primära skälet för att byta.