Mer kvalitet i forskningen...?

Vetenskapsradions veckomagasin innehöll förra veckan (ja, vad jag är långsam) ett reportage med titeln "Krav på bättre kvalitet i forskningen". Där tog man upp problemet med att kravet på att få ut många publikationer gör att kvaliten sjunker och att många experiment därför är svåra att upprepa utifrån beskrivningarna i artiklarna.

Det är ett allvarligt problem, och i stort var reportaget bra. Det var dock ett par saker jag reagerade på. En sak var Mats Ulfendahl från Vetenskapsrådet som sa att man i framtiden kommer att titta på kvalitén i artiklarna istället för kvantiteten. Betyder det att man verkligen haft en officiell, eller i alla fall inofficiell, princip att belöna kvantitet utan att bedöma kvalitén? Det är ganska anmärkningsvärt.

Det andra jag reagerade på var hur det framställdes som enbart positivt att Eric Betzig kunde vänta i två år med att publicera sina resultat* för att han inte hade krav på snabb publikation från sitt institut. Han säger sig ha ägnat den tiden för att bjuda in biologer att använda instrumentet och testa det. Säkerligen kommer det att leda till många nya artiklar med Betzigs namn. Är det verkligen bättre för kvalitén på forskningen att Betzig håller sin, enlig egen utsago färdigutvecklade teknik, hemlig i två år istället för att göra den tillgänglig till forskarsamfundet?

* Vetenskapsradion ger ingen referens, men jag antar att det är den här artikeln det handlar om: Chen, et al., "Lattice light-sheet microscopy: Imaging molecules to embryos at high spatiotemporal resolution", Science 346, 6208 (2014). doi: 10.1126/science.1257998

Batteri eller superkondensator

Ok ursäkta för att det här är en rätt smal post. På senaste tiden har jag varit granskare för några artiklar om superkondensatorer (eller elektriska dubbelskiktskondensatorer (EDLC)). Det är inte riktigt mitt forskningsområde, men närliggande nog för att jag skall kunna granska artiklarna.

EDLC* och batterier har mycket gemensamt - de använder liknande material med stor yta, de är båda elektrokemiska celler. Men i stort har den fundamentala skillnaden mellan ett batteri och en kondensator varit att i ett batteri lagras energi genom elektrokemiska reaktioner (Faradaiska processer) medan i en kondensator lagras energin genom att det elektrokemiska dubbelskiktet laddas upp. Det är fortfarande den bilden man får om man söker på kondensatorer. Men med begreppet pseudokapacitans börjar gränsen suddas ut. I en pseudokapacitans får man energi ur electrokemiska reversibla processer. Så, är det då ett batteri eller en kondensator? Ok, man kan fortfarande ladda kondensatorn antingen positivt eller negativt. Ett batteri har en bestämd positiv pol och en negativ. Men ännu luddigare blir det med assymetriska kondensatorer där de båda elektroderna har olika egenskaper... Nu börjar det verkligen likna ett batteri.

Enlig någon form av definition skall en pseudokapacitans inte bygga på att kemiska bindningar skapas eller bryts, allt för att processen skall bli väldigt snabb, till skillnad från ett batteri som är långsammare men som har högre energitäthet. Men skillnaden blir mindre och mindre och nya hybridsystem försöker plocka det bästa ur de båda världarna.

Kondensatorer är intressanta att följa utvecklingen av. När jag gick i skolan hörde vi inte ett ord om superkondensatorer och Farad ansågs som en löjligt stor enhet. Nu kan man köpa en 10000F-kondensator på alibaba för ca 50$.

*Mer av mig om EDLC kan man läsa på den insomnade vetenskapsbloggen Under lagerbladet.

Vad får man forska om?

Igår laddade jag ner och lyssnade på Vetenskapsradions granskning av Andrea Rossis kall-fusionsmaskin och de svenska forskarnas inblandning i de testerna. Det är en fascinerande historia om en antagligen väldigt manipulativ person och ett antal forskare och journalister, som borde veta bättre, som villigt låter sig manipuleras. Man kan inte säga att någon kommer ur den granskningen helt oskadd. Sämst ser nog Hanno Essén, före detta ordförande i Vetenskap och folkbildning, och Mats Lewan, reporter på Ny Teknik, ut. Det är två personer som i egenskap av sina roller som ledare för ett skeptiskt sällskap* respektive teknikjournalist verkligen borde haft en mer skeptisk inställning.



Programserien var mycket välgjord, och tittade på flera aspekter av Rossifallet, även hans summa historia, men den som vill grotta in sig i detaljer kan läsa de svenska forskarnas artikel på arxiv och den utmärkta nedtagningen av Ericsson och Pomp.



Men, i del två av Vetenskapsradions granskning, som till stor del handlar om hur Rossis maskin testades på The Svedberg-labbet i Uppsala, tycker jag att reportern Marcus Hansson hamnar lite fel. Han pressar Gunnar Ingelman flera gånger om det verkligen är forskning som UU borde göra. Och jo, det tycker jag att det är. Forskare vid universitet och högskolor har stor frihet att forska om det som intresserar dem. Jag tycker inte att universitetet skall gå in och styra det. I det här fallet var det ju en eller flera forskare som tyckte att Rossis maskin var så intressant att de ville titta närmare på den. Det tycker jag inte är fel. I reporterns exempel med tidsmaskinen så skulle mitt svara vara att om han kan hitta en forskare som är villig att lägga ner sin tid på att undersöka den närmare så varsågod. Däremot så kan forskningsfinansiärerna styra vad deras pengar skall användas till. I det här fallet var ju det inget problem, eftersom det fanns en finansiär med i bilden. Så länge man är öppen men vem som finansierar forskningen och håller på de etiska reglerna så ser jag inget fel i att en forskare tar sig an en del udda projekt.** De flesta forskare har en (liten) mängd pengar som de kan lägga på (nästan) vad de vill. Vilka projekt de använder de pengarna till tycker jag att institutionen skall var försiktig med att blanda sig i.



Med det vill jag inte säga att hanteringen av Rossis maskin inte är märklig och uppseendeväckande. Det finns massor att kritisera i det här specifika fallet, men den allmänna principen om forskningsfrihet är inte en av de sakerna.

UPPDATERING 2014-06-03 Fann just Stephan Pomps bloggpost om samma program. Mycket läsvärt.





* Som även jag är medlem i.

** Det är ju egentligen samma sak med "bjudresan" till Italien. Om nu Rossi vill ha forskare som kommer och undersöker hans maskin är det väl inte mer än rimligt att han betalar för deras resa. Det hade varit konstigare om forskarna betalat sin resa själva, det var ju ändå ett uppdrag de fick i egenskap av forskare.

En kortfattad historik över nästan allting

Var ute och åkte tåg för ett tag sedan och började läsa Bill Brysons A Short History of Nearly Everything, för att det var den enda boken jag hade i telefonen. Brysons bok har hyllats av kritiker och vunnit det prestigefyllda Aventispriset från Royal Society för bästa populärvetenskapliga bok. Det är en mycket amibtiös bok, att förklara allt... nästan... Med egna ord skriver Bryson i inledningen: ​

...I was on a long flight across the Pa­cif­ic, star­ing idly out the win­dow at moon­lit ocean, when it oc­curred to me with a cer­tain un­com­fort­able force­ful­ness that I didn’t know the first thing about the on­ly plan­et I was ev­er go­ing to live on. [...] I didn’t know what a pro­ton was, or a pro­tein, didn’t know a quark from a quasar, didn’t un­der­stand how ge­ol­ogists could look at a lay­er of rock on a canyon wall and tell you how old it was, didn’t know any­thing re­al­ly. I be­came gripped by a qui­et, un­wont­ed urge to know a lit­tle about these mat­ters and to un­der­stand how peo­ple fig­ured them out. That to me re­mained the great­est of all amaze­ments-​how sci­en­tists work things out. How does any­body­ know how much the Earth weighs or how old its rocks are or what re­al­ly is way down there in the cen­ter? How can they know how and when the uni­verse start­ed and what it was like when it did? How do they know what goes on in­side an atom? And how, come to that-​or per­haps above all-​can sci­en­tists so of­ten seem to know near­ly ev­ery­thing but then still can’t pre­dict an earth­quake or even tell us whether we should take an um­brel­la with us to the races next Wednes­day?

Just den delen - diskussionen om hur vet vi saker - var det som fick mig att läsa boken. Tyvärr är det ganska lite om just det in Short History. Bryson älskar lustiga historier, och inget är mer lockande än hur excentriska forskare var förr. Nästan varje ny upptäckt som diskuteras inleds med ett porträtt av den eller de galna forskare som gjorde den. Det blir lite tröttsamt i längden, och en del av porträtten är ordentligt tillspetsade.

Bryson skriver underhållande, även om hans stil inte är i min smak, och jag är säker på att Short history lockat många Bryson-fans att läsa om vetenskap som annars inte gjort det. Boken innehåller en hel del mindre felaktigheter (t.ex de här), men ändå inte så många som man kunnat tro. Vad jag tycker mindre om är den lite hånande tonen i beskrivningarna av tidigare erors teorier, eller brister på teorier. Bryson verkar inte alls bry sig om att en hel del av den okunskapen berodde på att vetenskaliga framsteg både följer och leder teknisk utveckling. Många undersökningar var helt enkelt inte tekniskt möjliga tidigare.

En kortfattad historik... är framförallt en underhållande översiktsbild. Det är utmärkt till att locka in läsare populärvetenskap. Man måste bara vara medveten om att Bryson är ute efter att underhålla lika mycket som att undervisa. Han skruvar till historier, överdriver hur mycket vi inte vet, överdriver hur mycket vi vet i andra fall och tar vissa friheter i att skapa en bra historia. Man skall inte leta förklaringar i En kortfattad historik... utan inspiration till fortsatt lärande. Då är den utmärkt.

Slarvig analys

För dem som arbetar med sensorer är dataanalys något av det viktigaste som finns. Tyvärr verkar de flesta inte veta det. Efter en sejour in bland kemiska sensorer har jag upptäckt att analys tyvärr ofta är både slentrianmässig och önsketänkande. Kalibreringskurvor är i princip alltid linjära, även när det passar sådär till datapunkterna.
Det är i det närmaste standard att se en beräknad detektionsgräns (ofta slaviskt definierad så att signal/brus-kvoten är högre än tre) 10 eller 100 gånger lägre än den lägsta faktiskt mätta analytkoncentrationen.
Kemister skulle, i allmänhet, behöva en dos kunskap om statistik. Jag är långt ifrån en expert på statistisk analys, men för många inom kemin verkar en linjär fit och r²>0.95 (typ) vara ett tillräckligt kriterium i alla lägen...
Ytterligare en gång tvingas man uppmana folk att ta publicerad forskning med en nypa salt, och att titta noga på om datan verkligen stödjer slutsatserna.

Denna rant är motiverad av ett manuskript som jag just reviewade - ett som du inte kommer att se i tryck om de följer min rekommendation.

Mpemba paradoxen löst - eller?

Över hela internet (I fucking love science, Daily Mail, Gizmodo, ...) har man kunnat läsa om hur forskare från NTU i Singapore löst mysteriet med att varmt vatten ibland fryser snabbare än kallt. Effekten kallas Mpemba-effekten efter en student från Tanzania som publicerade en artikel om det 1979*. Men trots mycket uppmärksamhet har man inte kunnat enats om en förklaring. En anledning är att effekten inte alltid är reproducerbar och att det finns många möjliga parametrar som spelar in, som konvektion, upplösta gaser m.m.

Det som nu fått internet att gå i spinn är en artikel på arXiv, dvs ett pre-print. Den är inte peer-reviewad och enligt min mening borde den inte publiceras i nuvarnade form. Utan att gå in på detaljer (de kan ni hitta på andra ställen) så innehåller artikeln en förklaring som menar att energi lagras i vattnets kovalenta O-H bindning. Ju mer energi bindningen har desto styvare är den och desto långsammare relaxerar den.

Kanske är det så... Jag är ingen expert i molelylärkemi (och det är inte de som skriver tvärsäkra nyhetsartiklar heller) men efter att ha läst artikeln är jag inte alls övertygad. Artikeln är uselt skriven. Författarna anpassar en exponentiell kurva till avkylningen, ansätter handviftande en relaxationstid och en bindningsutvidgning... och ... (a miracle occurs) ... problemet är löst.

Jag säger inte att lösningen är fel. Jag säger bara att den här artikeln, på sättet den nu är skriven, inte visar att forskarna löst problemet... alls!

Moralen, som alltid, är att akta sig för "science by press-release" och försöka att kolla upp originalartikeln.

* E.B. Mpemba and D.G. Osborne, Cool? Phys. Educ. 14, 410-413 (1979). (Älskar titeln!)

Är forskarvärlden trasig?

The Economist slår upp stort på omslaget den här veckan om "Hur vetenskap går fel". Det handlar om hur publicerade studier inte kan upprepas. Inte bara i det bottenträsk av tidskrifter som Bohannon nyligen "avslöjade" hade problem med peer review. Nej, det här gäller även, eller kanske i högsta grad, topptidskrifter som Nature och Science.

Artiklarna i The Economist, som är läsvärda, menar att den vetenskapliga processen i sig är trasig. Istället för att publicerade resultat upprepas och dåliga dras tillbaka ligger en stor mängd dåliga resultat kvar och slösar bort tid och pengar när de tas för sanna.

Problemen är två som The Economist ser det. För det första fungerar peer review dåligt och för det andra är det är få som arbetar med replikering av experiment och att det är svårt att göer även i goda fall. En lösning, menar man, vore att fler forskare arbetade med att reproducera publicerade resultat. Ett annat att även negativa resultat publiceras.

Det är ett problem att så mycket dåliga artiklar publiceras och att tid och kraft läggs ner på att försöka använda de resultaten. Men det är knappast ett okänt problem som överraskar forskare. Snarare är det så att de flesta som själva forskar är ganska cyniska och tar rapporter med både en och två nypor salt. (Och pressnotiser om forskning med en hel tunna!) Artiklarna i Economist är nog mer riktade till de som inte själva forskar och inte ser "bakom scenen". Därmed inte sagt att systemet vi har är perfekt, eller kanske ens godtagbart. Men man måste vara väldigt försiktig med stora förändringar så man inte kastar ut barnet med badvattnet. Som inom alla andra områden gäller det att vara misstänksam mot dem som kommer med enkla lösningar på svåra problem.

Om det är något som är pådrivande i den onda utvecklingen är det fokuseringen på bibliometriska data när det handlar om att fördela forskingsmedel o.dyl. Mot detta står den pågående trenden med alternativa kanaler för diskussion om forskning, som bloggar, arXiv, twitter. En underlättande faktor vore om det blev lättare att kommentera publicerad forskning. Ett försök till det finns till exempel på PubPeer, men än så länge är antalet användare begränsat, och som alltid på internet är tonen ofta onödigt hård, vilket gör det mindre angeläget för författare att faktiskt vilja delta i diskussionen. Men än mer angeläget vore att kommentarerna var synliga i anslutning till artikeln. Annars är det väldigt svårt att veta vilka artiklar som har kommentarer.

I kort är The Economists artikel en bra påminnelse om att allt inte står rätt till i forskarvärlden. Men så chockerande att det slås upp på omslaget är det knappast.

Att få verktygen att dansa

I can see you! Ett lusöga i elektronmikroskop.
Eye of a louse. Picture: Martin Jönsson-Niedziolka

Svepelektronmikroskop (SEM) tillhör standardutrustningen på många forskningsinstitutioner idag. I och med att instrumenten har blivit allt mer automatiserade har antalet potentiella användare ökat dramatiskt. Numera kan en ovan användare ta helt ok bilder av enkla prover efter bara några timmars träning. SEM ses därför som en "enkel" teknik, inte så olik vanlig ljusmikroskopi*.

Situationen var helt annan bara för 10-15 år sedan. Då gjordes de flesta inställningarna manuellt, ofta med mikrometerskruvar direkt på elektronkanonen. Ofta kunde det ta en erfaren användare en halvtimme att över huvud taget få fram någon som helst bild. Att slänga in ett prov och tio minuter senare gå därifrån med ett gäng bilder i 500k förstoring var inte att tänka på.

Den här veckan befinner jag mig hos FEI i Eindhoven för en avancerad kurs i användande av mikroskopet vi köpt till institutet. Jag har sett mig som en hyfsat erfaren användare - långt ifrån specialist, men inte en nybörjare - men det är en fröjd att se hur kursledaren får sitt instrument att dansa. Vi får mängder av tips och tricks som gör det möjligt att ta bilder vi tidigare trodde att vårt instrument inte klarade av.

Demokratiseringen av teknologier är nästan till fullo av godo, men det finns åtminstone två nackdelar. Den första är att publikationer idag är fulla av medelmåttiga till usla SEM-bilder (eller AFM, Fluorescens, etc) på samma sätt som digitalkameran (och framförallt mobilkameran) fick oss att drunkna i usla foton på folks husdjur/barn/frukostar. Den andra nackdelen, och den som är tristare, är att den allmänna tillgången gör att vi tappar respekten för hantverket. Vi ser oss alla som experter och glömmer de verkliga experterna. Veckans kurs är en påminnelse att det finns ett steg bortom peka-klicka-kameran. Det är härligt att se FEIs specialist hantera sitt mikroskop på samma sätt som det är att se en skicklig fotograf eller målare.

All respekt till dem som verkligen får sina verktyg att dansa.

* Jämförelsen är passande på mer än ett sätt. Den som någon gång arbetat med ett avancerat ljusmikroskop i händerna på en kunnig operator vet vilka möjligheter som finns, och vilket kunnande och erfarenhet som krävs för att locka fram dem. Det är ljusår från skolans tubmikroskop.

En ömtålig förbindelse

Photo by Beige Alert.

Ädelgaserna är, som namnet antyder, extremt obenägna att reagera med några andra ämnen. Länge sågs det till och med som en kemisk princip att de var helt inerta. Det beror på att alla deras elektronskal är helt fyllda, vilket gör det extremt svårt - närapå omöjligt - att få dem att vare sig ta emot en ge bort en elektron. Först 1962, över 60 år efter de första ädelgaserna isolerats, lyckades Neil Bartlett vid University of British Columbia i Vancouver med konststycket att få xenon att reagera med det oerhört starka oxideringsmedlet platinahexaflourid (PtF₆) och bilda ett salt av xenonhexafluorplatinat.
Idag har runt hundra olika ädelgasföreningar framställts. De allra flesta flesta med just xenon som är den tyngsta av de stabila ädelgaserna och därmed den mest reaktiva av dem.

Ju mindre atomerna är, desto hårdare håller de fast i sina elektroner, och ju svårare är det att få de att reagera med något. För neon har inga stabila föreningar lyckats identifieras ens teoretiskt. Helium har en ytterst svagt bunden dimer (He₂) som lyckades mätas indirekt 1966, och till och med det är ifrågasatt. Men i PRL i veckan publicerades en artikel där forskare vid University of Nevada at Reno lyckats tillverka LiHe genom att kollidera litiumatomer med ett heliumgasmoln i vakuum vid en temperatur runt 4 K. I den stabila miljö lyckades de inte bara tillverka LiHe, utan också undersöka det spektroskopiskt. Man bestämde bindningenergin för molekylen till löjligt lilla 6 mK (ca 0,05 J/mol för kemister, och nej, jag har inte glömt ett k).

Det måste vara något av den mest delikata omfamningen man kan tänka sig. Typiska bindningsenergier ligger runt några hundra kJ/mol dvs ca 10000 gånger starkare är hos LiHe. Det gäller att vara försiktig om man skall kunna göra experiment med sådana molekyler.

Källor:

• Spectroscopic Detection of the LiHe Molecule, Naima Tariq, Nada Al Taisan, Vijay Singh, and Jonathan D. Weinstein, Phys. Rev. Lett. 110, 153201 (2013) (gratis pdf)
• A Fragile Union Between Li and He Atoms, Bretislav Friedrich, Physics 6, 42.
• Neil Bartlett and Reactive Noble Gases - ACS International Historic Chemical Landmark.
• Impossible chemistry: Forcing noble gases to work, Philip Ball - New Scientist.

Funkar en hävert i vakuum?

Bild från Wikipedia.

Jag snubblade över en kul artikel* häromdagen. Det handlar om huruvida en hävert fungerar i vakuum. Vid en första anblick verkar det ju som om svaret självklart vore "nej". En hävert fungerar ju genom att luften trycker på ytan i det övre kärlet och det tvingar ny vätska upp i röret när den töms ut på en lägre nivå än ytan. Det är samma princip som när vätska pressas upp i ett barometerrör. Det ger en maximal häverhöjd på Z_max = P/gρ, där P är trycket på vätskeytan, g är gravitationsaccelerationen och ρ är vätskans densitet.

I vakuum skulle alltså maxhöjden vara exakt 0. Men, det finns en annan kraft som kan hjälpa vätskan att flyta över kanten - vätskans dragkraft. Det finns en viss attraktionskraft mellan molekylerna i en vätska, och när man tömmer ut vätskan ur hävertröret drar den med sig mer vätska över kanten. Men, det kräver att inga bubblor uppstår som bryter vätskekedjan. Just det här är ett problem i vakuum - vätskor tenderar till att avdunsta när man sänker trycket. Alltså krävs en vätska med mycket lågt ångtryck. Exempel på sådana vätskor är t.ex. kvicksilver eller silikonolja. Ett annat exempel, som används i den här artikeln är s.k. jonvätskor som i princip är flytande salt. Det krävs också att vätskan gasas ur noggrant. Alla vätskor innehåller en viss mängd lösta gaser, och de frigörs i form av bubblor när man sänker trycket.

Trots alla de här problemen lyckas man visa** att det går utmärkt att använda en hävert i vakuum, förutsatt att höjden över kanten inte är alltför stor.

Vad jag verkligen gillar med den här artikeln är hur mycket jobb författarna har lagt ned på ett experiment bara för att det är kul. En vakuumhävert lär knappast ha en stor praktisk nytta. Däremot är det ett utmärkt sätt att demonstrera olika fysikaliska principer, samt värdet av att faktiskt genomföra experiment för att testa hypoteser. En video som visar experimentet finns naturligtvis på YouTube.


* Boatwright, A. L., Puttick, S., Licence, P. (2011). Can a Siphon Work In Vacuo? Journal of Chemical Education, 88(11), 1547–1550. doi:10.1021/ed2001818 (Som vanligt går det bra att fråga om en kopia.)
** Nu var Boatwright et al. inte först att visa det. M.C. Nokes genomförde ett liknande experiment redan 1948, men han hade problem med bubbelbildning i hävertslangen.

Är grafenforskning slöseri med pengar?

It's a miracle. Bild från
University of Maryland.

I en artikel på BBC kunde man nyligen läsa att en "very senior" brittisk professor menade att grafen är slöseri med pengar.

It might be useful to a few applications, he complained, but graphene will never be revolutionary: the technology is too limited - it is interesting but not a game changer.

Detta med tanke på att den brittiska regeringen satsat drygt 60 miljoner pund på ett nytt grafenforskningscenter i Manchester. I Nature* publicerade Novoselov och medarbetare nyligen en review-artikel om "A roadmap for graphene" där de inleder med raderna

Could graphene become the next disruptive technology, replacing some of the currently used materials and leading to new markets? Is it versatile enough to revolutionize many aspects of our life simultaneously? In terms of its properties, graphene certainly has the potential.

Positionerna känns igen från varje ny teknologi; det finns alltid optimisterna som lovar revolution och manna från himlen, och pessimisterna som suckar allt är bara luft. Efter att arbetat med flera tidigare mirakelmaterial som fullerener och kolnanorör har jag väl blivit lite luttrad**. Grafen, liksom kolnanorör, har många potentiella användningsområden. Hur många som kommer att bli verklighet återstår att se. Det finns många problem, inte minst med tillverkningen av högkvalitativt grafen, som måste lösas för att det skall bli möjligt, och ekonomiskt, att utnyttja materialets goda egenskaper. I sin roadmap förlägger Novoselov introduktionen av grafenbaserade logiska kretsar till efter 2025 och exotiska applikationer som terahertzgeneratorer till ännu senare.

Jag skulle vara försiktig med att kalla forskning inom ett område med så mycket potential som grafen för ett slöseri med pengar. Om ens en liten del av de olika möjligheterna kan utnyttjas är det nog väl investerade medel. För övrigt är det väl nästan garanterat att de 60 miljonerna som investeras i grafencentret inte kommer att vara bara grafenforskning till godo. Mycket annan liknande forskning kommer att använda de resurser som finns i centret i form av kunnande och infrastruktur.

Däremot kanske man också skall vara försiktig med hur mycket man tror på de allra mest optimistiska utsagorna. Det är ju på sätt och vis en forskares uppgift att vara optimist - att jaga långsökta idéer och inte ge upp bara för att något är svårt. Men ibland kanske steget från hälsosam optimism till bilförsäljarentusiasm överskrids. Det är bra att komma ihåg att idag är grafen det sexigaste materialet i stan. Igår var det kolnanorör. Vad är det i morgon?

* Tyvärr bakom paywall, men som vanligt skickar jag en pdf till den som frågar.
** Fast jag hade ju rätt i min förutsägelse från 2007 att grafen skulle bli det nya stora forskningsområdet efter kolnanorör.

Andra bloggar om grafen, kolnanorör, nanoteknologi, nanovetenskap, vetenskap, forskning

Rapporttider

Picture by Harald Groven.

Liksom inom många andra yrken är nyår rapporttid även inom akademin. Många av de polska forskningsfinansiärerna kräver årliga rapporter på vad man använt medlen till och vad som kommit ut av det i form av konferenspresentationer, artiklar, patent och dylikt. Och det är väl egentligen rimligt att man redogör för vad man hittat på för pengarna - jag förlorade dem på roulette i Wiesbaden är knappast en godtaglig förklaring. Som lycklig mottagare av forskningsmedel från Polens Nationella Vetenskapscentrum är det nu min "tur" att för första gången skriva årsrapport.

Det betyder genomgång av alla gamla fakturor, motivering varför saker behövdes, redovisning av löneutbetalningar. Försök att hitta de där få zlotysarna som alltid saknas/är för mycket. Plus att det allt skall skrivas på polska. Jag läser polska och talar det hjälpligt men jag skriver inte rapporter på språket. Alltså måste jag också be om hjälp med skrivandet. Inte nog med att rapporteringen är så tråkig att klockorna stannar. Att därtill behöva dra in någon annan det gör det resor värre.

Än så länge är det lite tid kvar innan deadline, så innan dess är det bara att se fram mot kvartalsrapporten till institutionens stora EU-projekt, och sedan årsrapporten till mitt andra projekt som är i juni istället för vid årsskiftet...

Andra bloggar om Forskning, vetenskap, forskningsadministration, byråkrati, Polen

Nytt år - nya tankar

Två saker märks tydligt med den här bloggen det senaste året: 1 Bloggfrekvensen har sjunkit drastiskt till ca två inlägg per månad. 2 Ämnet har nästan alltid varit någon text om Polen. Det blir svårare och svårare att skriva sådana. Dels för att jag skrivit ganska många redan och inte vill upprepa mig, dels för att efter fem år i landet ter det sig mindre "exotiskt" och mer "vanligt". Jag antar att det är det som gör att Sveriges Radio tar hem sina korrespondenter efter en tid - för att få in någon med en ny, klar blick.

Så, vad skriva om? En del polsk politik blir det nog i alla fall. Åtministone så länge PiS fortsätter att gå mig på nerverna, eller folk fortsätter kalla PO för liberalt. Men då vetenskapsbloggen Under Lagerbladet somnat in tänkte jag försöka lägga in lite mer av vetenskap här. Tanken är att försöka göra det lite mer personligt också. Inte så att det kommer att handla om min egen forskning, utan snarare att ge en liten blick in bakom kulisserna hur det är att vara forskare i steget mellan "ung" och senior, med ansvar för doktorander, masterstudenter, byråkrati och egen forskning. Mellan varven har jag också planer på att lyfta fram forskning jag tycker är intressant, rolig eller dum.

Jag hoppas att det här skall ge mig motivationen till en omstart, att lägga ner lite tid på bloggen igen mellan allt som nämndes ovan, fru, son, klättring och annat. Annars visar diagrammet till höger tydligt vart det är på väg.

Nå. Om det finns några läsare kvar så hoppas jag ni hänger med lite till.

Nu, nog förhalande. Jag har rapporter att skriva och ett manuskript att författa. 

eLife - ett experiment i Open Access

Jag hörde just på Guardian Science Weekly Podcast om ett nytt intressant initiativ vad gäller Open Access-publicering. Det är en ny tidskrift eLife som startats i samarbete mellan Howard Hughes Medical Institute, Max Planck Sällskapet och the Wellcome Trust samt flera andra forskningsfinansiärer. eLife skall utvecklas till en topptidskrift inom livsvetenskaperna för att konkurrera med publikationer som Science, Nature och Cell. Allt innehåll är Open Access med en CC-by-licens och kommer tills vidare att publiceras utan avgift.

Ett av målen med eLife är att det skall påskynda en utveckling mot OA genom att tvinga andra tidskrifter att följa efter. Det är välkommet. Nu tror jag inte att jag själv kommer att publicera i eLife inom överskådlig framtid. Dels forskar jag inte inom det aktuella området, dels så känner jag att det inte kryllar av potentiella Nature-artiklar i min publiceringslista. Men om det dyker upp en liknande tidskrift i mitt område, på min nivå, så skulle jag gärna publicera där. De främsta skälen till att jag publicerar i traditionella tidskrifter är: 1) att jag inte har råd att lägga 2-3000 USD för att publicera en artikel, 2) att det är ont om pålitliga OA-tidskrifter.

Just det andra skälet är något som ligger legitima nystartade OA-tidskrifter i fatet. Det finns en oerhörd mängd OA-tidskrifter där ute som bara fungerar som kassako för skrupellösa publicister. Jeffrey Beall publicerar en lista på s.k. "predatory publishers", många av de baserade i länder som Nigeria, Pakistan och Kina. Alla som har ett mail-konto på en vetenskapsinstitution har säkert, liksom jag, fått mängder av inbjudningar till att publicera artiklar i OA-tidskrifter mot hög avgift, eller t.o.m. blivit erbjudna att bli editors. Jag fick ett mail där jag föreslogs som editor för en sociologi-tidskrift!

I det ljuset är eLife en viktigt nyhet. Det är en OA-tidskrift som är stöttad av några av de tyngsta organisationerna inom vetenskapsvärlden. Det inger förtroende. Att eLife, liksom PLoS, försöker att komma bort från den trubbiga impact factorn, och istället ge metrik för varje enskild artikel är också positivt. Återstår att se om man kan övertyga andra att följa efter.

Dagens ord är czasopismo - tidskrift.

Andra bloggar om vetenskap, forskning, Open Access, eLife

Trotyl eller inte - en snabbkurs i analytisk kemi

Det slog ner som en bomb (f'låt) i pressen - Rzeczpospolita hade fått reda på att på den Tu-154 som störtade i Smolensk har rester av trotyl hittats. Det skulle alltså stödja Jarosław Kaczyńskis tes om att "olyckan" i Smolensk i själva verket var ett attentat där 96 människor mördats. Förutom spåren av trotyl som sägs hittats finns inga andra indicier som tyder på en explosion. Sättet planet brutits sönder på, brottytor, skadorna på offren,... allt tyder på en olycka så som tidigare rapporterats. Så, vad har hänt?

I förrgår gick den polske militäråklagaren ut i media och gav sin förklaring. Testerna som visat spår av trotyl utfördes med hjälp av en handhållen spektrometer. Det är utmärkt utrustning för en första analys för att välja ut intressanta prover som sedan gås igenom ordentligt i ett labb. Spektrometern har nämligen en ganska hög frekvens av så kallade "false positives", dvs där där man får ett positivt utfall (t.ex. spår av trotyl) där inget spår finns. För att närmare undersöka de utvalde proverna utför man noggrannare mätningar i ett labb. Det är dyra och tidskrävande tester - enligt uppgift mellan ett par och tio timmar per prov. Man har valt ut 250 prover, så analysresultat väntas först om ett halvår.

Åklagaren berättade att med den aktuella spektrometern hade man mätt trotyl även i skokräm, deodorant och en bit skinka. Upprört menade tillverkaren att deras apparatur minsann inte alls gav sådana fel. Inför rullande kamera visade han att hans smörgås minsann inte innehöll något TNT. I ett annat TV-program mätte man dock TNT i en deodorant.

I de olika nyhetsprogrammen har en rad professorer från olika universitet uttalat sig om att de aktuella resultaten egentligen inte betyder något alls. Det viktiga, förklarade Prof. Urbaniak från Kemiinstitutionen på Adam Mickiewicz-universitetet i Poznań, är koncentrationen av sprängämne. Om man bara finner spårmängder av TNT på vraket är det inte ett tecken på en explosion.

Tvärt om, menar jag. Med tanke på att det aktuella planet ofta användes till att transportera militär personal är väl spår av diverse sprängämnen snarare att förvänta. Därtill har man hittat spår av TNT i sätena på det förolyckade planets tvillingplan.

I tvn24 avslutade man reportaget med raden "för forskare är ett spår inte tillräckligt, men för en politiker räcker det mer än väl."

Dagens ord är chemia analityczna - analytisk kemi.

Nobeldags igen

Det är den tiden på året igen - när världens ögon för ett tag riktas mot Stockholm och de årliga Nobelprisutnämningarna. Under flera år var jag duktig på att gissa fysikpriset, men de senaste två åren har det blivit fiasko. Jag missade både grafen, som jag trodde skulle få priset, men inte så snabbt och förra årets supernovor. Egentligen skulle jag ju bara kunna återposta förra årets gissningar - de står sig i år också. Men, likt @KarinBojs, vill jag i år ändra ordningen och gissa på ett pris till Anton Zeilinger i Wien. Han har gjort så mycket coola kvantfysikexperiment att han borde kunna få priset för lång och trogen tjänst (kolla in publikationslistan). Bland annat har de i år lyckats skicka information via kvantsammanflätning 143 km genom luften mellan två kanarieöar. Han får troligen dela priset med Alain Aspect och John Clauser.

Vill man gå för ett teoripris är det återigen Aharonov och Berry som är lågoddsarna. Eftersom förra året bjöd på ett astronomipris så är det inte troligt att polacken Wolszczan et al. är aktuella i år. Jag brukar annars ha med den gissningen, och den blir mer och mer aktuell ju fler nya extrasolära planeter som trillar in. 

För övrigt är metamaterial fortfarande ett roligt ämne att ge pris. 

Och nej, av många anledningar tror jag inte på Peter Higgs i år. Inte minst för att 1) nomineringstiden går ut redan i början av året, och 2) de försiktiga generalerna på CERN har inte sagt att man upptäckt Higgsbosonen, utan bara en partikel som liknar den. Fler mätningar behövs för att verkligen spika att det är Higgs.

När det gäller kemi så är jag återigen benägen att passa. Såg att Bojs skriver om bl.a. Allen Bard. Honom har jag nämnt några år nu. Som arbetande i en elektrokemigrupp hade det varit ett roligt pris, men jag tror inte riktigt på det. Några andra specifika idéer har jag inte... Venter? Grätzel? Fan vet...

För den som tycker att vi ägnar för mycket tid och energi på Nobelprisen så kan lyssna på vad alla fysikers idol (ok, förutom Sagan) Feynman tyckte om det: 

 Men det sagt så spelar Nobelprisen en mycket viktigare roll än att belöna forskare. Under Nobelveckan diskuteras vetenskap och forskning i media som aldrig annars. Det ger oss en chans att lyfta fram och förklara forskning till folk som annars inte varit intresserade. Så, sorry Feynman, men priset är inte till för dig, utan för oss.

Andra bloggar om Nobelpris, forskning, vetenskap, fysikpriset.

Årets Nobelgissningar

Redan dags för nobelpris igen - det här året har verkligen gått fort. Efter fiaskot med grafen från förra året har jag väl en del att ta igen...

För att börja med fysikpriset* så känns det som om det kanske vore dags för ett teoripris igen. Den verkliga lågoddsaren där är ju Aharonov och Berry för geometriska faser. De har båda varit favoriter till priset i många år. En extra lustig detalj är att Berry delade IgNobel-priset med förra årets Nobelpristagare Novoselov för grodlevitation. Eftersom partikeln som bär hans namn envist vägrar visa sig så får Peter Higgs vänta ett tag till på sitt pris.

Ett pris som blivit allt troligare, i och med att resultat ramlar in från experiment som Kepler, HARPS m.fl, är för extrasolära planeter. De troligaste vinnarna i det fallet är polacken Aleksander Wolszczan (som figurerat tidigare här på bloggen) och Dale Frail som upptäckte de första bekräftade extrasolära planeterna. Anton Zeilinger hade jag med även förra året och honom tror jag fortfarande på, eventuellt tillsammans med Alain Aspect och John Clauser som han delade Wolf-priset med. Det blir mycket upprepningar, men värdiga pristagare försvinner ju egentligen från listan bara genom att dö eller få priset. Alternativt att ett närliggande ämne belönas, vilket är varför min gamla favorit om Er-dopade fiberförstärkare fått lämna listan. Ytterligare en repetition från förra året är metamaterial, där man har chansen att dela ut ett delat teoretiskt/experimentellt pris där den givne Veselago får dela priset med Pendry och någon experimentalist som Smith eller Schultz.

I kemi har jag som vanligt ingen aning. Allen Bard är en möjlig kandidat som hängt med i flera år. Jag vet inte om han har någon chans. Ge det artificiella lövet något år att utvecklas och mogna (om det nu gör det) och det är inte omöjligt att Dan Nocera får ett pris även om katalys prisats ett par gånger de senaste åren. Men, det blir väl något biologipris igen efter förra årets "riktiga" kemipris.

Dagens ord är rewanż som betyder och uttalas som det svenska revansch.

* Varför vill min iPad ändra fysikpriset till fusk priset?

Grafenpatent från Polen

Först den vanliga ursäkten - det har varit mycket att göra på sistone och därför har bloggandet fått lämna plats för det som betalar räkningarna.

I massor av artiklar i polska tidningar, med rubriker som "Polsk nanopotens" (?!!) och "Övernaturligt* grafen" har man i veckan kunnat läsa om hur polska forskare fått ett världspatent på en metod för att tillverka grafen. Jag hade egentligen inte tänkt att skriva någonting om det, men på uppmaning så gör jag väl det. Utan att ha läst patentet - är det något jag hatar så är det den legalistiska orddiarré som man hittar i patent - så gissar jag att det inte är så att det här är riktigt så revolutionerande som tidningarna skriver. Det baserar jag främst på två saker: för det första så vet jag hur vetenskapsjournalistik (och i det här fallet vetenskap även presenterat i affärsdelen av Gazeta Wyborcza) överdriver vikten av upptäckter i det egna landet. För det andra är så revolutionerande upptäckter sällsynta, så det är nästan alltid säkert att inte tro på rapporterna om dem.

Men vad är det som gjorts? Det är forskare främst vid Institute of Electronic Materials Technology här i Warszawa som vidareutvecklat metoder för att växa grafen på en yta av kiselkarbid (SiC) genom att utnyttja CVD istället för som i tidigare metoder termisk sönderdelning av SiC-lagret. Forskningen publicerades nyligen i Nano Letters [1]. Det är en elegant metod, och det mesta av artikeln går ut på att med en mängd olika metoder visa att det tillverkade materialet är av ovanligt hög kvalitet. Om det sedan är en metod som utan problem är lämplig för industriell produktion är jag inte kapabel att bedöma. CVD är en vanlig metod i kemiindustrin så det är kanske möjligt. Det är också en sak som saknas för att industriell produktion av högkvalitetsgrafen skall bli den kommersiella succé wyborcza.biz hoppas på - en marknad. Än så länge finns inga kommersiella produkter med grafen, och innan de kommer kan många konkurrenter dykt upp. Polackerna har inte patent på att tillverka grafen som vissa artiklar påstår. De har patent på en metod för tillverkningen.

Jag förutspår att vi i Polen, och säkerligen liknande i andra länder, kommer att se mer av den här typen av "fy-fan-vad-vi-är-bra"-artiklar i framtiden. Dels för att många finansieringskällor nu ger pengar för att patentera upptäckter, dels för att patent räknas som plus på samma sätt som vetenskapliga artiklar i ansökningar och medelfördelning. (Vad jag tycker om det kan man läsa här.) Men också för att vi nu även får pengar, t.ex. av EU, för att skicka ut pressmeddelanden om vår forskning. IChF har skickat ut högvis med sådana det senaste året. Det är väl för det mesta bra att forskningen även når ut till den tidningsläsande allmänheten, men tyvärr är det ofta pressmeddelandena är väl positivt skrivna, och journalisterna tar den enkla utvägen att i princip kapa dem rakt av utan någon kritisk granskning. Då blir det sensationella rapporter.

Dagens ord är zgłoszenie patentowe - patentansökan.

[1] W. Strupinski, K. Grodecki, et al. "Graphene Epitaxy by Chemical Vapor Deposition on SiC", Nano Lett. 11, 1786–1791 (2011). (bakom betalvägg)


* Ordet nieziemski översätts till engelska som unearthly, men vad blir det på svenska?


Andra bloggar om vetenskap, vetenskapsjournalistik, grafen, patent, Polen.

En titt bakom scenen

Läste just klart The 4-Percent Universe: Dark Matter, Dark Energy, and the Race to Discover the Rest of Reality* av Richard Panek och måste rekommendera den. Chad Orzel på Uncertain Principles skrev om den att...

this is a terrific book, and I'm happy to recommend it to anybody who is interested in either modern cosmology or the nitty-gritty details of Big Science. It's a really good read, and the sort of inside look at how science gets done that you don't often get to see.

Jag kan egentligen inte lägga till så mycket. Det är en populärvetenskaplig bok inte så mycket om vetenskapen i sig, utan om hur man listade ut att verkligheten är sådan den är. Vilka som gjorde det. Det handlar om en kamp om vem som var först, om visioner, om kulturer inom olika grenar av fysiken. Richard Panek har intervjuat nästan alla huvudpersonerna bakom arbetet som ledde fram till insikten att det vi vet om universum är endast en liten liten del av det hela och försökt att reda ut hur vi kom dit...

Mycket läsvärd. Det var för övrigt Orzels recension som fick mig att köpa boken så läs gärna den också.

För övrigt, vill man ha en snabb blick i hur stor upptäckten var räcker det att söka på A.G. Riess eller S. Perlmutter på Google Scholar. Som första länkar får man då:
A.G. Riess et al. "Observational evidence from supernovae for an accelerating universe and a cosmological constant" - cited by 6293!!!
och
S. Perlmutter et al. "Measurements of Ω and Λ from 42 high-redshift supernovae" - cited by 6105!!!
Det är citeringsnummer som är väldigt få artiklar ens kommer i närheten av.


Dagens ord är Wielki Wybuch - Big Bang.

* Hur kommer det sig att det verkar vara omöjligt att hitta en (icke skönlitterär) bok idag utan undertitel?

Saltsäsong

Nu när snön legat några dagar har kaoset bedarrat och trafiken flyter mer eller mindre som vanligt igen. Men det är ändå en svår säsong för oss cyklister. Vinterröjningen av cykelbanorna är nedprioriterad till icke-existens, vilket kanske inte är så förvånande i en stad där cykelbanor tills nyligen var ett i det närmaste okänt begrepp. Det betyder dock att som cyklist tvingas man ut och slåss med bilarna på gator som är smalare än vanligt på grund av av snön längs kanterna.
Men det betyder oxå att man tvingas stå ut med de oändliga mängder salt man sprider ut för att hålla vägarna rena och allt vad det betyder av korrosion. Korrosion är en mycket komplicerad process (som är ett aktivt forskningsområde inom fysikalisk kemi), som kostar miljarder årligen i skador på bilar, broar och cyklar. På min cykel har vevlagret drabbats och jag hoppas att det skall hålla vintern ut så jag kan skaffa nytt till våren istället. Trots att saltet är irriterande (för att inte tala om att slasket är ett sår i det fina vintervita) så finns det ju några intressanta vetenskapliga aspekter av det hela.

Anledningen till att man använder salt är ju att en saltlösning (i vatten) fryser vid lägre temperatur än en ren vattenlösning. I fasdiagrammet nedan kan man se att med en blandning av vanligt bordssalt och vatten kan man sänka fryspunkten ner till -21,1°C vid en lösning med 23,3% salt. Detta kallas den eutektiska punkten.

Fasdiagram hos NaCl i vatten. Bild från ChemGuide.

Anledningen till att fryspunkten sjunker är att det blir en skillnad mellan den kemiska potentialen i den lösta och i den fasta formen av saltet. Kemisk potential är ett mått på hur mycket energi som krävs för att introducera mer molekyler till en form. En intressant aspekt är att vid låga koncetrationer av av det lösta ämnet så spelar det inte någon roll vilket ämne det är... För varje mol / kg vattenlösning sänks fryspunkten 1,86 grader. Vid högre koncentrationer är det dock skillnad mellan olika lösta ämnen. Min chef berättade att i Warszawa har man nu börjat att använda en del kalciumklorid på vägarna i stället för natriumklorid som är det vanligaste. Anledningen är att en CaCl₂-lösning har lägre temperatur vid den eutektiska punkten än en NaCl-lösning. Ned till ca -50°C kan den hållas flytande.

Fasdiagram för en lösning av CaCl₂ i vatten. Punkterna B och C markerar fasövergångar till andra saltstrukturer. Bild från phasediagram.dk.

Efter denna saltade utläggning kan naturligtvis dagens ord bara bli sól - salt.