Foto: Klas Solberg/Polyteknisk forening

Hei, her kommer et lite reisebrev fra Hongkong.

Jeg heter Klas Solberg og er stipendiat (på første av tre år) på NTNU, hvor jeg forsker på strukturell integritet av additivt tilvirkede materialer, hovedsakelig utmattingsegenskaper av den nikkelbaserte superlegeringen Inconel 718. Ved NTNU er jeg veiledet av Filippo Berto og Jan Torgersen. I mai 2018 ble jeg tildelt dr.ing Haakon Styris studiefond på NMS+NMF sommermøte, for studieopphold i utlandet.

For tiden har jeg et studieopphold ved Hongkongs Polytekniske Universitet (PolyU). Her besøker jeg Keith K.C. Chan (Professor and Head of the Department of Industrial and Systems Engineering, PolyU), og en av stipendiatene hans, Shuai Guan, som hadde et studieopphold på NTNU tidligere i år. Forskningsgruppen jeg besøker her på PolyU forsker på avanserte tilvirkningsprosesser og materialer, blant annet høyentropi legeringer produsert med additiv tilvirkning. Universitetet har diverse store labber med omtrent alle kommersielle systemer for additiv tilvirkning og masse annet utstyr.

Målet med studieoppholdet er å videreføre et samarbeid startet mellom Torgeir Welo (Professor og Instituttleder på produktutvikling og materialer, NTNU) og Keith KC Chan noen år tilbake. Vi skal samarbeide på områder hvor vi kan knytte kompetansen og ressursene til PolyU på avansert tilvirkning opp mot kompetansen og ressursene til NTNU på strukturell integritet. I løpet av tiden her har vi planlagt og startet flere forskningsprosjekter. Jeg har fått se labbene og kapasiteten til universitetet, blitt kjent med forskningsmiljøet og planlagt et nytt studieopphold i 2019.

I tillegg har jeg selvfølgelig også fått oppleve en fantastisk by, mye god (og rar) mat og interessant kultur.

Sees på sommermøtet neste år!

Klas Solberg
Stipendiat, NTNU

Dette innlegget er tidligere publisert på hjemmesiden til Polyteknisk forening.

Som vi skrev om i et innlegg i TechZone i desember i fjor, så jobbet vi med en digital tvilling for forskningsfartøyet Gunnerus, i sommer. Et arbeid vi håper kan åpne for nye undervisningsmetoder og forskningsmuligheter.

En digital tvilling er en digital representasjon av et fysisk objekt, dets relaterte prosesser, systemer og informasjon. Det finnes mange bruksområder for en digital tvilling, blant annet tilstandsovervåking og simulering. Formålet med dette prosjektet var å begynne prosessen med å skape en digital tvilling for Gunnerus og demonstrere potensialet en slik tvilling har for utdanningsformål.

I forbindelse med arbeidet har vi laget en illustrasjonsvideo som er en er en enkel måte å bli kjent med prosjektet og det produserte materialet på. Den illustrerer de forskjellige byggesteinene som legger grunnlaget for den digitale tvillingen, og presenterer også visningsplattformen. Byggesteinene inkluderer sensorinformasjon og sensordata, 3D-modellen laget i Siemens NX, og produktmodellen fra DNV GLs Nauticus Production Systems.

Du kan selv se videoen her.

Den digitale tvillingen er bygget opp av tre hovedkomponenter; sensorinformasjon og sensordata, en 3D-modell laget i Siemens NX, og en produktmodell fra Nauticus Production Systems. Forskjellige sensorer er plassert i modellen, og egenskaper og data fra relevante sensorer er tilgjengelig gjennom visningsplattformen. Eksempler på komponenter med sensorer er Azimuth Permanent-Magnet-thrusterne, motion reference-enheten (MRU), og tunnel-thrusteren i baugen. 3D-modellen ble laget som en “as-built” modell av skipet gjennom Siemens NX, og består av både generalarrangement og struktur. Produktmodellen, som er basert på en DNV GL-standard, gir en generisk struktur for all relevant informasjon om skipet, inkludert en dekomponering av skips- og systemfunksjoner. Produktmodellen er tilgjengelig gjennom den digitale visningsplattformen.

Visningsplattformen er en web-basert løsning som muliggjør lett og rask tilgang til den digitale tvillingen gjennom DNV GLs programvare Sesam Insight. Brukergrensesnittet er intuitivt, og det er spesialtilpasset egenskapene til skipet. I visningsplattformen kan hver komponent velges og isoleres, og det finnes en detaljert visningsmodus som viser kjent informasjon om komponenten. Det kan anvendes forskjellige filtre, for eksempel et sensor filter. Ved å aktivere dette filteret blir de forskjellige sensorene fremhevet, og rød farge angir at dataen fra sensoren kan hentes ut.

Den detaljerte visningsmodusen kan også anvendes på sensorkomponenter ved å velge den ønskede komponenten i en meny på venstre side. Den detaljerte visningsmodusen inneholder navnet på og funksjonen til hver sensor på den valgte komponenten, samt datavisualisering, produktmodellen, og active workspace i Siemens NX.

For datavisualiseringen vil et digitalt dashbord dukke opp, og forskjellig historisk data kan visualiseres på dashbordet. Flere parametre som posisjon, motorhastighet og kraftbruk er inkludert i visningen. Dashbordet har forskjellige visualiseringer tilgjengelig. Et eksempel er data fra MRUen, hvor bevegelsene til skipet vises sammen med deres respektive endringer.

Setter man alle disse dataene sammen, får man et komplett bilde av Gunnerus og hvordan skipet fungerer og oppfører seg i forskjellige situasjoner. Dette åpner nye muligheter for eksperimenter og prosjekter for studentene ved NTNU.

Alle forfatterne av dette innlegget er NTNU-studenter:

Johan Fredrik Alvsaker: johanfal@stud.ntnu.no
Magnus Borgersen: magnubor@stud.ntnu.no
Lars Rasmus Oftedal Bjørum: lrbjorum@stud.ntnu.no
Petter Selfors Rølvåg: pettersr@stud.ntnu.no
Katarina Staalesen: katarins@stud.ntnu.no

Steinar Halvdan Hansen Møkkelgjerd og Kristine Glomsås Nymoen i Perth. Foto: Privat.

I forbindelse med masteroppgaven var vi to studenter som fikk gleden av å reise til Curtin University i Perth i månedskillet januar/februar. Dette for å benytte deres lab til å gjøre dateringsanalayser med instrumentene Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (LA-ICP-MS) og Sensitive High-Resolution Ion Microprobe (SHRIMP).

I fjor høst fikk vi beskjed om at laserinstrumentet som vi skulle benytte til datering av innsamlede steinprøver ved Norges Geologiske Undersøkelse (NGU) var ute av drift. I og med at vi begge skriver masteroppgaver hvor kartlegging er den mest sentrale delen, så måtte vi få til en løsning for å få gjennomført dateringene. Etter å ha sett på ulike alternativ falt valget på Curtin University i Perth, Australia. Det var ikke tilfeldig, veilderen vår fra NGU har tilknytning til en av de ansatte der og opplegget ble derfor raskt satt sammen.

Labarbeid

Vi satte oss på flyet fra Trondheim til Oslo 20. januar og var fremme i Perth midt på dagen 22. januar lokal tid. Totalt hadde vi seks dager til rådighet på laben sammen med Professor Chris Kirkland. Disse seks dagene fordelte vi slik at vi fikk to dager hver på SHRIMP’en og én dag hver på LA-ICP-MS’en. Fra disse seansene på laben fikk vi uran-bly (U-Pb) isotop data, sporelementer og lutetium-hafnium (Lu-Hf) isotop data fra de medbrakte zirkonene.

The Pinnacles Desert var en av flere steder studentene besøkte. Ørkenen består av kalkstein som har motstått forvitring og stikker opp som tårn. Foto: Privat.

Utflukter

Vi leide en bil til det 12-dagers lange oppholdet og benyttet muligheten til å se litt mer av Perth og området rundt. The Pinnacle Desert nord for Perth ble besøkt, en nasjonalpark som består av en kalkstein som har motstått forvitring og stikker opp som tårn. I et forsøk på å få se Australias kanskje mest kjente varemerke, kenguru, ble tilbaketuren fra Pinnacles Desert lagt innom Yanchep nasjonalpark. Her fikk vi se fantastisk natur og campingområder som tilbød alt fra show med koalaer til besøk i krystall gruver. I tillegg besøkte vi Rottnest Island, en øy utenfor Perth hvor det er kjempemuligheter til å snorkle og ellers sykle rundt i flott natur. Byen Perth er preget av voldsom vekst og de fleste av bygningene i sentrum er renovert eller bygget i løpet av de siste ti årene.

Yanchep nasjonalpark. En kengurumamma og et kengurubarn. Foto: Privat.

Tusen takk!

Vi ønsker å rette en stor takk til instituttet for geovitenskap og petroleum som har gjort det mulig for oss å gjennomføre denne turen!

En takk rettes også til våre veiledere Bjørn Eske Sørensen (v/NTNU) og Trond Slagstad (v/NGU) som har hjulpet til med å få i stand et godt opplegg i forkant av avreisen, men også underveis på reisen. Takk også til professor Chris Kirkland (v/Curtin University) for opplæring og oppfølging på laben, samt hjelp til redusering av data.

Læringsutbyttet vi fikk av dette besøket har kommet godt med i det videre arbeidet med masteroppgavene våre og vil være noe som vi begge kan dra nytte av i videre karrierer.

Med vennlig hilsen,

Steinar Halvdan Hansen Møkkelgjerd og Kristine Glomsås Nymoen.

Bioingeniørstudentene på NTNU i Trondheim får testet sine ferdigheter på «speed-date» med laboratoriet. Dette er med på å sikre at vi utdanner kandidater som er klare for arbeidslivet.

Institutt for bioingeniørfag ved NTNU i Trondheim tar i bruk utradisjonelle metoder når de skal sikre at studentene virkelig har lært både teori og ferdigheter før de skal ut i arbeidslivet. Vi var med bioingeniørstudentene ved NTNU i Trondheim på praktisk eksamen i emnet HBIO3005 Medisinsk laboratorieteknologi 6, Medisinsk biokjemi, mikrobiologi og patologi (20 studiepoeng).

To studenter gjennomfører praktisk eksamen i emnet HBIO3005 Medisinsk laboratorieteknologi 

Presisjon og tid er alfa og omega

Som bioingeniør er presisjon og tid det viktigste du har å forholde deg til. «Korrekt svar på rett tid, det er bioingeniøren i et nøtteskall» sier Randi Anny Utne Holt som er studieprogramleder for Bachelor i bioingeniørfag på Øya.

En blodprøve- eller vevsprøveresultat må være 100 % riktig og pasienten trenger svar på prøven så snart som mulig. Derfor er det viktig at studentene lærer seg kvalitetskontroll, målemetoder og laboratorieinstrumenter.

Problembasert læring

Studentene jobber etter ProblemBasert Læring (PBL)-modellen der de får utdelt en «case» basert på en reell situasjon med en pasient. Studentene skal selv finne ut hvordan de bør løse «casen». Det er lagt opp til gruppearbeid for å diskutere hvordan studentene har løst oppgaven på ulike måter.

Målet er at studentene i løpet av studiet skal lære å utføre laboratorieteknisk arbeid selvstendig, ha kunnskap om en analysemetodes muligheter og begrensninger, gjøre metodetilpasning og tilegne seg nye metoder.

Fra treningsarena til arbeidsliv

«Lab er ikke lab» sier Eli Kjøbli som er emneansvarlig og førstelektor ved Institutt for bioingeniørfag. Eli har et brennende engasjement for utdanning, og kan fortelle at det jobbes godt med kobling mellom det studenten lærer gjennom året og det studenten skal vurderes på.

På første del av praktisk eksamen får studentene testet sin kunnskap og sine ferdigheter på laben, innen histopatologi (læren om forandring i vev ved sykdom), cytologi (cellelære) og biokjemi. Studentene trekker eksamensoppgave fra et utvalg oppgaver og har 15 minutter på å forberede seg. Deretter tre timer til å utføre laboratoriearbeidet og skrive logg selvstendig og under observasjon.

Frode Vågen, Ragnhild Bach og Eli Kjøbli er blant de som bidrar til å lære opp en ny generasjon bioingeniører. 

Et klart skifte

Før praktisk laboratoriearbeid var en del av slutteksamen, prioriterte studentene å sitte og lese til eksamen framfor ferdighetstrening i laben (!) «Det har vært et klart skifte» sier Frode Vågen som er teknisk leder og senioringeniør ved instituttet.

«Eksamen påvirker hvordan studentene jobber med faget. Når andre studenter går hjem for dagen, sitter våre studenter igjen på laben og trener på det de ønsker å mestre bedre» sier Randi Anny Utne Holt. Det er kultur i klassen å være på laben for å bli trygg i det de skal kunne.

Får vist sine ferdigheter

”Eksamen gikk fint, jeg var veldig nervøs før vi fikk tildelt oppgaven, men da jeg først satt i gang visste jeg hva jeg skulle gjøre.” Robert Edin Hanssen (24 år)

”Jeg klarte å vise mine ferdigheter under praktisk eksamen. På teoretisk eksamen er det lett å glemme det du har lært. Det du gjør på laben glemmer du ikke! Du vet hva du kan og hva du ikke kan.” Edvard Aske (26 år)

Lager egne ferdighetsmål

I emnebeskrivelsen er overordede ferdighetsmål beskrevet. Ut fra disse, og ut fra egne forkunnskaper og ferdigheter, setter studentene sine egne ferdighetsmål som de kan jobbe med over tid.

«Dette er en god måte å jobbe på for at studentene skal bli selvstendig på laboratoriet, rollen som faglærer blir mer å være veileder.” sier Eli. “På denne måten gir vi tillitt og ansvar for studentens egen læring. Dette tror vi styrker studentenes selvtillit og faglige stolthet når de er ferdig med tre års utdanning.» 

Studentene sier det er vanskelig å skrive ferdighetsmål, men på laben vet de egentlig hva de bør trene på.

“Speed-date» med laboratoriet

«Bytt!» ropes det. Alle studenter flytter en stol til høyre. Eksamen er godt i gang. Nærmere 60 studenter fordelt på tre laboratorier skal «speed-date» med 25 forskjellige oppgaver som de må løse på eksamen. De har tre minutter på hver oppgave, så må de videre til neste post.

I løpet av en eksamen på to timer, blir bioingeniørstudentene testet i tema fra hele pensum i faget mikrobiologi.

«Det er mye forarbeid, men en effektiv måte å vurdere studentene på» sier Kirsten Lines Slotterøy som er ansvarlig for mikrobiologi-delen av eksamen.

Mikroskopi, «vevsprøve og bilder av celler) bakterievekst på skåler og identifikasjonstesting er noen av oppgavene de møtte på eksamen. Eksamen går smidig for seg. Studentene har øvd på denne delen av eksamen tidligere, slik at de vet hvordan rullering av plassbytte fungerer.

Godt arbeidsmarked for bioingeniører

Edvard er en av de studentene som gjennomførte eksamen. «Fint å bli vurdert på det vi skal prestere på i jobbsammenheng. Det er jo dette jeg vil jobbe med når jeg er ferdig med studiet.”, sier han.

Edvard vil jobbe for Blodbanken når han er ferdig med studiene. Han er allerede innkalt til intervju torsdag uka etter eksamen.

Synne har allerede fått jobb. ”Jeg har fått jobb på Tynset sykehus og skal starte der i juni, har hatt sommerjobb der tidligere. Det er jo slik at man ikke er utlært etter studiet og vil alltid være apparat og logistikk som man trenger å lære seg når man kommer ut i arbeidslivet.” Synne Dalen Jordet

Kine H. Kristiansen (til venstre) og Kirsten G. L. Slotterøy

Det er et godt arbeidsmarked for bioingeniører i Norge, sier Randi Anny Utne Holt. Det utdannes mange her i Trondheim og flere vil jobbe på St. Olavs som gjør at sykehuset kan velge fra øverste hylle. Om de reiser litt ut fra Trondheim, får de aller fleste jobb. Studiebarometeret viser at studentene ved bioingeniørutdanningen er over snittet fornøyd med hvordan praksis brukes som grunnlag for diskusjon/refleksjon i undervisningen.

Eksamensformen er med på å sikre at uteksaminerte kandidater er klare for praktisk arbeid når de er ferdige med studiene.

Her kan du lese mer om aktivitetene til Institutt for bioingeniørfag 

Bloggforfatter

Blogginnlegget er skrevet av Ida Johanne Ulseth. Hun jobber som rådgiver i Studieseksjonen ved Fakultet for naturvitenskap

1. Mars dro jeg til Japan, nærmere bestemt var destinasjonen Osaka og Osaka University. Her skal jeg være i fire uker, på besøk hos et av verdens mest anerkjente lab innen biopolymerer, særlig xanthan – som heldigvis er den biopolymeren jeg studerer i masteroppgaven min.

Xanthan er ikke farlig, men jeg var likevel litt spent på om noen på flyplassen kom til å stoppe meg og det hvite stoffet mitt.

Biopolymerer? Xanthan?

En biopolymer er en naturlig forekommende polymer, produsert av levende organismer. Xanthan er en slik biopolymer og er produsert av bakterien Xanthomonas campestris. Den er ikke giftig og er i tillegg i besittelse av andre egenskaper svært nyttig for ulike industrier. For eksempel bruker mat- og næringsmiddelindustrien xanthan som fortykningsmiddel på grunn av de viskøse egenskapene. Petroleumsindustrien er også interessert i de viskøse egenskapene til xanthan, men i dette tilfellet for å øke utbyttet av eksisterende brønner og felt, bedre kjent som økt olje utvinning. Selvsagt kan andre og gjerne syntetiske polymerer brukes for samme nytte, men det faktumet at biopolymerer er nedbrytbare over tid gjør de perfekte for et mer bærekraftig samfunn.

I masteroppgaven min studerer jeg xanthan av ulike molekylvekter i ulike løsningsmiddel for å kunne forstå mer av oppførselen. Det har seg nemlig slik at xanthan er en biopolymer bestående av to tråder bundet sammen med hydrogenbindinger, nesten som DNA. Ved høye temperaturer svekkes bindingene mellom trådene og mange av de ettertraktede egenskapene forsvinner. For å utvide og forbedre bruken av xanthan er det derfor helt essensielt å forstå egenskapene til xanthan fra flere aspekter.

Et smil fra Dotonbori, et kjent turistområde i Osaka.

Big in Japan

Nå har jeg vært på Osaka University i litt over tre uker. Jeg har lært å si «God dag», hva jeg heter og hvor jeg kommer fra på Japansk. Med tanke på selve labarbeidet er jeg veldig glad for de gode arbeids- og HMS-rutinene jeg har fått innarbeidet på NTNU, ettersom det meste er skrevet på japansk på laben. Ellers er det ikke alltid like lett å kommunisere, men man kommer langt med tegnspråk, google translate og tålmodighet!

Jeg er veldig glad for at jeg har fått muligheten til å besøke Japan i forbindelse med masteroppgaven min, så en stor takk til veilederen min, Bjørn E. Christensen, som har gode kontakter. Spesielt glad er jeg for å få oppleve «Sakura», blomstringen av kirsebærtrærne som starter litt senere i mars. Det har jeg hørt at skal være helt magisk!
 

Dette blogginnlegget er skrevet av Karina Gjerdevik Osebakken, student ved sivilingeniør/masterprogrammet i industriell kjemi og bioteknologi.

Den vanligste kommentaren jeg får når jeg forteller at jeg er stipendiat, eller doktorgradsstudent i bioteknologi er: Da er du en av dem som står og kikker i et mikroskop da? Det er nesten så langt fra sannheten som det går an, sist jeg kikket i et mikroskop må ha vært for 15 år siden, allerede før jeg startet på bachelorgraden i kjemi. De molekylene jeg undersøker er for små til at man kan se dem i et mikroskop. Så, hva gjør jeg egentlig da, og hvordan ser egentlig arbeidsdagen min ut?

I doktorgraden min undersøker jeg proteinoksidasjon i fisk, og prøver å knytte dette opp mot lipidoksidasjon. Oksidasjon er det som vi på godt norsk kaller harskning. Alle har nok et forhold til fettoksidasjon. Karakteristiske lukter, smak og konsistens fremtrer etter hvert som fettet harskner. På samme måte som fettet harskner, så kan også proteinet harskne. Dette påvirker blant annet kjemiske egenskaper, struktur, løselighet til proteinet. For at man skal kunne undersøke hvordan lipid og protein påvirker hverandre i disse oksidasjonsprosessene benytter jeg statistiske metoder, blant annet multivariate analyser. Disse metodene er gode for å kunne si noe om hvordan prøver og egenskapene til prøvene henger sammen. Kunnskap om hvordan oksidasjonsprodukter fra protein og lipider påvirker hverandre kan være med på å øke kvalitet og utnyttelse av protein fra marine kilder.

Men, tilbake til spørsmålet om hva jeg hva gjør jeg hver dag, hvordan ser arbeidsdagen min ut? Akkurat det er det vanskelig å svare på, rett og slett fordi arbeidsdagen er så veldig variert. Jeg skal likevel ta dere med på en av mine dager.

Sure fiskehoder

Dagen starter som oftest med en kaffekopp, lesing av mail og planlegging av dagen. Dagen i dag har jeg tenkt å bruke på laben. Det jeg gjør på laben danner grunnlaget for alt arbeidet mitt. Jeg tilbringer MYE tid på laben, det er ikke til å komme unna at det meste innen forskning tar lenger tid enn planlagt. Dagens første oppgave består i å lage et nytt hydrolysat av fiskehoder. Under hydrolysen bryter man ned proteinet til mindre protein og peptider. Råstoffet er ikke ferskt, lukter surt, og jeg synes nesten synd på studentene som sitter utenfor laben og jobber. Heldigvis kan vinduet åpnes. Og til mitt forsvar: det er ikke hver dag jeg jobber med dårlig råstoff. Hydrolyseprosessen går av seg selv når de riktige parameterne er innstilt og enzym er tilsatt. Jeg rømmer en etasje ned, og tenker å benytte den ledige tiden til å forberede noen analyser for proteinoksidasjon som jeg skal gjøre etter lunsj.

Sure fiskehoder er risikosport. Vil noen dele lunsjbord med meg?

Tilbake på hydrolyselaben går hydrolyseforsøket mot slutten. Prosessen avsluttes ved å inaktivere enzymet, for deretter å sentrifugeres slik at det blir mulig å skille den vannløselige fraksjonen (med protein) fra lipidene.

Lunsj – sosialt påfyll

Klokken nærmer seg lunsjtid. Selv om labarbeidet ofte er mer eller mindre altoppslukende, prøver jeg å tilpasse labarbeidet slik at det skal passe med IBA`s nøye innarbeidede lunsjtid. Det å være stipendiat, og ikke minst drive med labarbeid, kan ofte være noe ensomt. Da er det ekstra kjekt å komme til et sprudlende livlig lunsjmiljø. I dag passer det heldigvis på minuttet. Lunsjen innebærer også et snev av spenning: lukter jeg for mye fisk får jeg kanskje et helt bord for meg selv.

Lunsjen, som noen ganger har en tendens til å vare for lenge, er over. Mailen sjekkes før jeg forsvinner tilbake til den hvite labfrakken og prøvene mine. Proteinhydrolysatet som har stått i sentrifugen er ferdig, dette plasseres i skilletrakt, fett og proteinfraksjon fryses ned hver for seg. Enda et nytt hydrolysat er på plass.

Petter Smart i labfrakk

Jeg går i gang med de andre analysene: løseligheten til proteinet, og mengde av tiolgrupper eller SH-grupper. Jo mer oksidert et råstoff er, jo mindre løselig vil proteinet være, og jo mindre SH-grupper finner man. Råstoff veies, løses i buffer, homogeniseres og tilsettes reagens. Absorbansen måles. Alt ser bra ut, parallellene er fine, bestemmelse av proteinløselighet går knirkefritt. Med godt mot går jeg i gang med dagens siste arbeidsoppgave, bestemmelse av SH-grupper. Også her går ting som planlagt, helt til jeg står bøyd over sentrifugen. Virker den ikke? Øyeblikket gripes av en sterkt voksende frustrasjon, men heldigvis innser jeg raskt at Petter Smart-genet må benyttes for å finne en måte å sentrifugere prøvene i sentrifugen som egentlig er dimensjonert for større prøver. Det løser seg, og både ettermiddagen og humøret er reddet.

Utstyr vaskes, benkepapir kastes, lyset slukkes og laben forlates. En ny kaffekopp inntas på kontoret. Resultatene fra dagens labarbeid finregnes, alt ser heldigvis bra ut og jeg sier meg fornøyd med det. Kontorene på instituttet begynner å bli mørke og tomme, kontor for kontor. Fingrene og hjernen klør etter å begynne å bearbeide dagens resultat, og sjekke hvordan disse passer inn i alle de andre resultatene vi har så langt. Men med fare for å bli værende på kontoret halve kvelden får det vente til i morgen.

 
Dette blogginnlegget er skrevet av Kristine Kvangarsnes, stipendiat ved Institutt for biologiske fag Ålesund.

Sigurd, Kaja og Marie sammen med lokal kontakt Per Bjerre i Tanzania. Foto: Marie Kolderup

Vi besøkte Tanzania for å teste ut om det er mulig å koke ris og annen mat på solvarme lagret i form av varm olje, som del av masterstudiet i Energi og miljø ved NTNU. Her kan du lese rapporten fra oppholdet vårt i Dar Es Salaam og Arusha, Tanzania i perioden 18.02-22.03.2019.

Først litt om hvordan vi endte opp med solprosjektet og professor Ole Jørgen Nydal som veileder:

To av oss, Kaja og Marie, var på utveksling i Tanzania det semesteret vi skulle bestemme oss for prosjektoppgave, og ble veldig nysgjerrige på oppgavene som Ole Jørgen  hadde lagt ut om matlaging på solenergi og energilagring i Afrika. For oss alle var det praktiske aspektet en viktig faktor for valg av oppgave, det virket gøy å være på lab og faktisk lage noe. Senere fikk vi også medstudent Sigurd Thaule om bord. har også vært veldig fint å jobbe med et prosjekt som har som mål å bedre levevilkårene i u-land på en bærekraftig måte. Vi har ikke angret et sekund!

Forskjellige universiteter, forskjellige innfallsvinkler

 De første dagene tilbrakte vi på University of Dar Es Salaam (UDSM) før vi reiste videre til Arusha for selve arbeidet med riggen og testingen. På UDSM møtte vi to masterstudenter og en PhD-student som jobbet med samme tema som oss i samarbeidsprosjekt med NTNU, altså solvarme og lagring, men med forskjellig innfallsvinkler. Det var spennende å få et innblikk i hvordan de lokale studentene jobber, og hva slags utfordringer de møter på i forhold til oss.

Fordi strømmen ofte kommer og går i løpet av dagen i Tanzania, er det mange som går «off grid» og forsøker å være selvforsynte med strøm fra f.eks. solceller eller vindturbiner. Foto: Marie Kolderup

Torsdag 21.februar tok vi flyet til Arusha, hvor vi skulle bli plukket opp av Per Bjerre. Vi skulle bo hjemme hos han og kona, Miriam Bjerre, mens vi jobbet med prosjektet. Per hadde allerede kommet godt i gang med å lage riggen vi skulle bruke for å teste hvorvidt det er mulig å koke ris og annen mat på solvarme lagret i form av varm olje. Prosjektet med å bygge en prototypen hos Per er støttet av NTNU Discovery.

Matlaging og kull et helseproblem

I Tanzania og mange utviklingsland i Afrika brukes det tradisjonelt kull til å lage mat, noe som fører til store luftforurensninger innendørs når det lages mat inne, uten gode ventilasjonsmuligheter. Det å bli eksponert for slik luftforurensning over tid fører til negative helseeffekter, spesielt for kvinner og barn som kulturelt sett er de som har hovedansvaret for matlaging og husstell.

I tillegg til luftforurensningen ved bruken av kull, er avskoging også et stor problem. Vi ønsker gjennom vårt prosjekt å redusere disse faktorene, ved hjelp av et “kjøkken” som er enkelt å operere og enkelt å lage med materialer tilgjengelig i Tanzania.

Konseptet vi testet

Konseptet består av tre tanker som er plassert over hverandre, og energi lagres i form av varme (varm vegetabilsk olje som holder ca  250 grader) i den midterste tanken, hvor det er montert varmeelement som hjelper til å opprettholde den høye temperaturen. Den eneste formen for drivkraft i systemet er gravitasjon, og solenergi blir lagret i den midterste tanken ved hjelp av en mekanisme som gir beskjed om å enten åpne eller lukke utstrømningen av olje fra den øverste tanken. I første omgang brukte vi et oppsett med et lukket system, hvor olje som ekspanderte, dyttet på et stempel, og deretter åpnet for gjennomstrømning av olje fra den øverste til den midterste tanken.

Hånddrevet pumpe i forkant. Kjelen for riskoking til høyre. Foto: Marie Kolderup

Dette konseptet fungerte veldig fint, men ble etter hvert forkastet til fordel for en bimetallfjær festet til et rør som igjen er satt inn i et annet rør, hvorav ved eksponering for varme vil rotere og åpne for gjennomstrømning. Det sistnevnte konseptet er i sin helhet mye enklere å håndtere, samt krever mindre utstyr så det passet bedre inn med vårt krav om at systemet skal være så enkelt som overhode mulig.

Må være enkelt å bruke og vedlikeholde

Per var overbevist at om konseptet skal være mulig å bli implementert, vil det være helt avgjørende av det krever lite forkunnskap og vedlikehold av drift. Han har jobbet med fornybar energi i Tanzania i over 15 år og har mye erfaring på dette feltet. I Arusha ble konseptet med bimetallfjæra testet ut, men på grunn av noen unøyaktigheter ble ikke resultatet helt som ønsket, og det vil vi fortsette med på laboratoriet på Varmeteknisk, NTNU. For videre testing på verkstedet i Tanzania var det ikke essensielt at den mekanismen ikke fungerte optimalt da vi var mer nysgjerrige på konseptet i sin helhet.

Vi satte opp 6 solcellepaneler på taket på verkstedet, koblet de i serie og deretter koblet oppsettet til varmeelementene. Testene vi kjørte var vellykket, og ca. 65% av energien fra solcellepanelene gikk til å varme opp oljen, noe vi anser som en god virkningsgrad på systemets evne til å omsette solenergi til varme.

Til venstre: Solcellepanelet vi koblet på oppå taket. Midten: olja vi fylte på, som ble brukt som varmelager. Til høyre: kjelen avfotografert med varmekamera. Foto: Marie Kolderup

Matlaginga i praksis

For å kunne lage mat på systemet, åpnet vi opp en ventil fra den midterste tanken, og varm olje strømmet gjennom et kar, hvor en kasserolle ble nedsunket i et oljebad. Vi fikk til å koke ris til ca. 10 personer uten å brenne det i bunn, noe vi regner som en meget vellykket test! Før ris-testen ble gjennomført, testet vi flere ganger å koke opp vann under forskjellige forhold; ulik strømningshastighet på oljen og mengde vann. Det var ønskelig å finne de innstillingene som gav den mest energieffektive oppvarming av vannet.

Det ble ikke en gang brent ris i bunnen! Foto: Marie Kolderup

I tillegg til å teste konseptet, ble det også ferdigstilt en temperaturlogger som ble brukt for å måle temperaturene forskjellige steder på systemet. Loggeren ble laget vet hjelp av en plattform for prototyping av elektronikk basert på program- og maskinvare med åpen kildekode (du kan lese mer om Arduino her). Dette er en form en form for elektronikk hvor både hardware og software er lett tilgjengelig. Delene ble kjøpt både i Norge og bestilt på nettet, og i Arusha var det hovedsakelig software (selve koden) som vi jobbet mest med og tilslutt fikk til å funke slik vi ønsket.

Fordelen med en slik logger er at den kan behandle store data og lagre det som en tekstfil, som senere kan åpnes og analyseres. Dette er essensielt for oss i utviklingsfasen av systemet.

Mye jobbing innendørs i verkstedet. Foto: Marie Kolderup

Solkokesuksess

Alt i alt fikk vi i løpet av oppholdet vårt i Arusha testet at konseptet fungerer, det er fullt mulig å koke ris på lagret solenergi i form av varm olje, og det er i tillegg fullt mulig å bygge dette systemet med materialer tilgjengelig i Tanzania (som er en god indikator for flere u-land i Afrika for øvrig).

Sigurd, Marie og veileder Ole Jørgen med testrigg for solkoking i Varmeteknisk lab på NTNU Gløshaugen. OBS: riggen var ikke ferdig montert da bildet ble tatt. Foto: Maren Agdestein

Prosjektstøtte

Vi er takknemlige for prosjektstøtten som har gjort dette mulig:

• Laboratoriekostnader for masteroppgavene ved NTNU:  EnPe prosjekt Capacity5
• Reisestøtte: Ingeniører Uten Grenser
• Opphold: NORPART prosjekt: UDSM-NTNU Mobility Program in Energy Technology
• Prototype i Tanzania:  NTNU Discovery

Dette blogginnlegget er skrevet av studentene Marie Kolderup, Sigurd Thaule og Kaja Gustafson, ved studieprogrammet Energi og miljø ved NTNU.

• Les også blogginnlegget: Lage mat med sol? Dette bør du vite om forskning på solovner

Tradisjonen tro har masterstudentene ved Vannkraftlaboratoriet reist til Nepal rundt for å delta på den årlige vannkraftkonferansen som avholdes ved Kathmandu University (KU). Formålet er å stadfeste samarbeidet mellom NTNU og KU, samt gi studentene et lite innblikk i hvilke tekniske utfordringer som det jobbes med innenfor vannkraft ellers i verden.

Jeg heter Johannes Kverno, og har jobbet som vitenskapelig assistent ved Vannkraftlaboratoriet på NTNU etter at jeg fullførte mastergraden min der våren 2018. Jeg var med på turen som representant for NTNU. I år var vi en gjeng på 9 studenter pluss ph.d.-stipendiat Nirmal Acharya, prosjektkoordinator Shreejana Poudyal fra FME HydroCen og undertegnede.

Gjengen foran universitetet. Fra venstre: Magnus F. Perkunder, Shreejana Poudyal, Nanna M. Wahl, Tilak C. Dhital, Nirmal Acharya, Andrea Engøy, Marte Mestvedthagen, Kathrine A. Hamran, Johannes Kverno, Rune H. Larsen, Andreas Nordvik og Pål Dahle.

Målet med den 14 dager lange reisen var blant annet at studentene våre skulle få delta på CRHT-IX-konferansen, og besøke forskningssenter HydroLab hvor de modellerer elveløp og vassdrag i Nepal. I tillegg til å besøke andre utdanningssteder og næringsliv rakk vi også å være turister og fikk se alt fra neshorn og aper til syv av verdens fjorten høyeste fjell. Inklusive Mount Everest!

Vannkraftmuligheter og utfordringer

I år var temaene for vannkraftkonferansen CRHT på Kathmandu University blant annet «Numeriske og eksperimentelle teknikker», «Produksjonsmuligheter og utfordringer i Nepal», og «Pumper og energisystemer».

Masterstudent Pål Dahle som presenterer sin masteroppgave “Pumpeturbiner i eksisterende kraftverk”

På grunn av dårligere forhold i berggrunnen i Nepal har de en del utfordringer som norsk vannkraftbransje har sluppet unna i Norge. Selv om de har et større potensiale til å bygge ut vannkraftverk i Nepal, har de allikevel knapt kunne utnytte det så langt. Hovedproblemet er sanderosjon som spiser opp turbiner på kort tid, som særlig i monsuntiden betyr at de kan være nødt til å stenge kraftverkene helt ned på grunn av den kraftige økningen i sandinnholdet som regnet skylder med seg.

Etter konferansen fikk vi en omvisning på campus, og inne i Turbine Testing Lab som er under bygging. Laboratoriet bygges opp etter modell av Vannkraftlaboratoriet (VKL) ved NTNU, og i flere år nå har studenter fra VKL jobbet med å konstruere ulike deler av laboratoriet og turbinriggen gjennom sine prosjekt- og masteroppgaver.

Omvisning på Turbine Testing Lab, fra venstre: Magnus, Nanna, Pål og Andreas

På vei til Butwal var vi innom Chitwan nasjonalpark som er ved grensen til India. Her var vi på safari både til fots, i kano og i jeep, og vi fikk se mye eksotisk dyreliv som tiger, neshorn, leopard, aper og krokodiller.

Tur nedover elven Rapti. Fra venstre: Rune, Marte Magnus, Andrea og Nanna

Erosjonsskader i praksis

I Butwal besøkte vi Nepal Hydro & Electric Ltd. som produserer og overhaler turbiner og andre komponenter til vannkraftverk. Der fikk vi se blant annet noen store Francisløpehjul som var kraftig erosjonsskadet og delvis kappet opp slik at de kunne sveise på nye stålplater langs avløpskanten på turbinbladene.

Francis løpehjul med erosjonsskader som stod klart til å sveises opp. Fra venstre: Marte, Kathrine (delvis skjult) og Andrea.

Rett ved lå Butwal Technical Institute som kan sammenlignes med en yrkesskole hvor elevene først får et praktisk grunnkurs innen både elektro, mekanisk montasje og maskinering. Deretter velger de seg en retning og går ut i lære hos en bedrift. Etter ca. 2 år kommer elevene tilbake og fullfører noen spesialiserende kurs, og så er de klare for å arbeide som håndtverkere.

Tester for de dårlige grunnforholdene

Forskningssenteret HydroLab midt i Kathmandu lager fysiske modeller av vassdrag for å bedre forstå hvordan et planlagt vannkraftverk vil endre forholdene i vannveien.

Demonstrasjon av Super Dordi-Kha kraftverk modellen hos HydroLab.

Siden det er mye dårlige grunnforhold i Nepal er det nødt til å være litt forsiktige med hvordan de endrer strømningen i elvene. Derfor lager de skalamodeller og setter opp dammer og inntak som prosjektert, og studerer endringene. Ved å tilføre sand i vannet og regulere vannføringen for å simulere ulike tider på året, vurderer de om de må gjøre endringer på konstruksjonene de har tenkt å sette opp.

Imponerende fjell

Vi startet en fire dager lang fjelltur i Annapurna nasjonalpark med å gå fra den vesle landsbyen Nayapul som ligger på 1070 m.o.h. Første overnatting var på Tikhedhunga (1480m), deretter gikk vi videre opp den tøffeste etappen mot Ghorepani som ligger på 2860m. Etter en relativt kort natt stod vi opp 4 om morgenen, for å få med oss soloppgangen over de imponerende Annapurna- og Dhaulagirifjellene sett fra Poonhill (3200m). Flere av oss var ganske trøtte og slitene da vi kom opp, men alt var glemt da skyene lettet og solen tittet fram over fjellene.

På toppen av Poonhill, og med Dhaulagiri i bakgrunnen. Fra venstre: Rune, Kathrine, Andreas, Johannes, Andrea (foran), Nanna, Tilak (foran), Pål, Marte og Magnus. Foto: Einar Ruud

Siste kvelden i Nepal rundet vi av med en autentisk middag i et 150 år gammelt palass som er blitt omgjort til en restaurant. Vi fikk vi pannemerke på vei inn, og det var ulike innslag av tradisjonell musikk og dans underveis i måltidet.

Alt i alt hadde vi en minnerik tur der vi både fikk innblikk i en spennende kultur og i det viktige vannkraftarbeidet som Nepal er i gang med og står ovenfor!

Dette blogginnlegget er også delt på bloggen til FME HydroCen

Skrevet av Johannes Kverno, vitenskapelig assistent ved NTNU Vannkraftlaboratoriet ved institutt for energi- og prosessteknikk.

Har du noen gang vært til en MR-undersøkelse? Da vet du kanskje at man må ligge inne i MR-maskinen en stund, og at man må ligge helt i ro for at ikke bildene skal bli forstyrret. Det er ikke like lett for alle å ligge stille så lenge, og i verste fall kan bildekvaliteten bli så dårlig at legene ikke klarer å tolke bildene. Er det mulig å korrigere dette slik at bildene kan bli bra selv om pasienten beveger på seg?

Magnetisk resonansavbildning (MR) er en type medisinsk avbildning som tar i bruk magnetiske felt for å danne et bilde av kroppens indre, i stedet for å bruke røntgenstråler. Dette gjør at pasientene ikke utsettes for stråling, men på grunn av magnetene så bråker MR-maskinen en del. Maskinen er utformet med en tunnel som pasienten ligger inni. Under en MR-undersøkelse tar man som regel flere typer bilder, og hele undersøkelsen kan vare opptil en halvtime eller mer. Å ta ett enkelt MR-bilde kan ta flere minutter, og hvis pasienten beveger seg i løpet av denne tiden kan bildene bli forstyrret. For noen pasienter kan det være vanskelig å ligge helt stille så lenge, og hvis bildene blir veldig dårlige kan hele MR-undersøkelsen måtte gjøres på nytt. Dette er både tidkrevende og dyrt.

Forskere har prøvd å utvikle ulike metoder, såkalt bevegelseskorreksjon, for å løse dette problemet. På NTNU har vi nylig installert et slikt bevegelseskorreksjonssystem for hode-MR. Dette består av kameraer inne i tunnelen på MR-maskinen, i tillegg til at pasienten må ha på seg en «plasterlapp» festet til nesen. Denne «plasterlappen» har et spesielt mønster på seg som kameraene oppfatter, og ut i fra dette klarer systemet å regne ut posisjonen til pasientens nese. Når pasienten beveger på hodet (og dermed også nesen), oppfatter systemet hvordan pasienten har beveget på seg, og denne informasjonen brukes til å korrigere bildene. Siden dette systemet er ganske nytt, og vi ikke er helt sikre på hvor bra det fungerer i praksis, jobber vi med å teste det i ulike situasjoner. Vi tar forskjellige typer MR-bilder og prøver å optimalisere systemet slik at bildene blir best mulig.

Til høyre: MR-bilde der personen beveger på hodet, slik at bildet blir forstyrret. Til venstre: Personen beveger på hodet like mye som i det første bildet, men det nye bevegelseskorreksjonssystemet har blitt brukt for å gjøre bildet bedre. Bildet er fortsatt ikke helt perfekt (man ser noen ringformede strukturer i hjernen som ikke skal være der), men det er en klar forbedring.

Fra fysikk til medisinsk teknologi

Dette er bare ett av flere prosjekter jeg jobber med som doktorgradsstipendiat i medisinsk teknologi. Jeg har vært stipendiat ved Kavliinstitutt for nevrovitenskap og Institutt for fysikk siden august 2018, og før det studerte jeg sivilingeniør i fysikk og matematikk på NTNU. På «fysmat» hadde jeg de første årene grunnleggende fag i matte og fysikk, før vi fra tredjeåret fikk velge hvilken studieretning vi ville spesialisere oss i. Jeg valgte biofysikk og medisinsk teknologi. Jeg var litt lei av de generelle fysikkfagene, og følte at medisinsk fysikk passet mer for meg siden det er lett å se nytteverdien i det, man har faktisk muligheten til å hjelpe pasienter. I tillegg har jeg alltid vært interessert i medisin og hvordan kroppen fungerer.

De to siste årene av studiet fikk jeg velge masse spennende fag. Jeg tok blant annet kjerne- og strålingsfysikk, hvor vi fikk «leke oss» med radioaktive kilder på lab, og fysikk i medisinsk avbildning hvor vi lærte om fysikken bak de forskjellige typene medisinsk avbildning. Det var her jeg først lærte om MR, og det var det jeg syntes var mest spennende. Fysikken bak MR er ganske kul (synes jeg i hvert fall), og man kan ta så mange ulike bilder med forskjellig informasjon! Derfor valgte jeg å ta masteroppgave innen MR-avbildning. Og jeg likte masterhverdagen, hvor man jobber ganske selvstendig og får prøve seg på et lite forskningsprosjekt, såpass godt at jeg valgte å gå videre til doktorgradsstudiet.

Fysikken bak MR er ganske kul!

Tverrfaglig arbeidsmiljø

Nå som jeg er doktorgradsstipendiat jobber jeg i et ganske tverrfaglig arbeidsmiljø, noe jeg liker veldig godt. Hovedarbeidsplassen min er i en gruppe som forsker på nevrovitenskap, altså hvordan hjernen fungerer. Dette var et tema som jeg med fysikkbakgrunn ikke kunne noe særlig om på forhånd, men jeg har lært masse spennende i løpet av den tiden jeg har vært der. Jeg er også knyttet til biofysikk-fagmiljøet, hvor folk har mer lik bakgrunn som meg – men det er også folk der med bakgrunn i medisin, biologi, nanoteknologi med mer. Siden prosjektene jeg jobber med er tverrfaglige, er det godt å kunne spørre om hjelp fra folk med forskjellige fagkunnskaper. Jeg har kontor både på Øya og på Gløshaugen, slik at jeg har blitt godt integrert i begge fagmiljøene.

Arbeidshverdagen min er også variert, og jeg styrer stort sett tiden min selv. Selv om jeg sitter en del ved pc-en og jobber, gjør jeg forskjellige ting. For det første så har jeg flere prosjekter som jeg jobber med, noen ganger på samme tid. For det andre, så gjør jeg ulike ting innen disse prosjektene – litt programmering, studering av MR-bilder, planlegging og skriving, for å nevne noe. Jeg må også ta noen fag, så innimellom jobber jeg med disse. I forbindelse med prosjektet jeg beskrev tidligere så tar jeg også MR-bilder selv, og sitter derfor i perioder en del ved MR-maskinen (jeg har også ligget litt inni den selv som «prøvekanin» – MR-bildene ovenfor er faktisk av meg!). I tillegg består doktorgradshverdagen også av møter, og av og til kurs og konferanser. I april fikk jeg dra en uke på kurs i USA, hvor jeg lærte masse nytt og ble kjent med andre rundt omkring i verden som også jobber med MR.

Man kan også ta MR-bilder av andre ting enn menneskekroppen – denne «ballen» brukes til kalibrering og kvalitetssikring av systemet.

Det å ta en doktorgrad i medisinsk teknologi er absolutt spennende. Selv om det til tider kan være stressende og veldig mye arbeid, får man fordypet seg i et tema på en helt annen måte enn i en «vanlig» jobb. Og så er det givende at forskningen min potensielt kan hjelpe pasienter! Jeg er veldig fornøyd med at jeg har fått kombinere interessene mine for fysikk, teknologi og medisin. Det hadde jeg ikke trodd da jeg tok de grunnleggende fysikkfagene i starten av studiet – det å studere fysikk gir flere muligheter enn mange kanskje tror.

Dette blogg innlegget er skrevet av Ingrid Framås Syversen, stipendiat ved Kavliinstitutt for nevrovitenskap. Tidligere student ved masterprogrammet for fysikk og matematikk

Jeg holder på med en doktorgrad ved institutt for kjemi, hvor jeg er så heldig å ha blitt en del av et senter for forskningsdrevet innovasjon (SFI) kalt CtrlAQUA. CtrlAQUA jobber for å utvikle teknologi og løsninger for lukkede og delvis lukkede oppdrettsanlegg for laks, slik at lakseindustrien kan holde tritt med behovet for bærekraftig matproduksjon i verden.

Lukket anlegg for oppdrett av laks. Foto: Terje Aamodt © Nofima.

Fisketrivsel i fokus

En viktig faktor i bruken av lukkede anlegg er vannkvaliteten i karene som fisken produseres i. Riktig vannkvalitet gir fisk som trives bedre og som dermed vokser raskere og blir større. I motsetning til oss mennesker, som er omgitt av luft, så er laks i direkte kontakt med miljøet rundt seg, nemlig vannet de svømmer i. Laks kan i tillegg være noe følsomme på enkelte av parameterne i vannet sitt og det er derfor viktig at det følges godt med på hva som foregår i miljøet rundt dem.

Post-smolt laks. Foto: Terje Aamodt © Nofima.

Hva vi vet og ikke vet

Noen parametere måles allerede med gode og stabile instrumenter, slik som måling av temperatur, pH, saltinnhold og oksygen og CO₂. En av tingene som det nå ønskes å overvåke er metallene i vannet. Noen metaller, spesielt jern og kobber, kan potensielt være veldig skadelig for laks. Kilden for metallene er ofte fra vannet som brukes, og selv om Norge er heldige å ha mye rent vann, så kan det være variasjoner. I dag finnes det ulike metoder for å måle metaller i vann, men mange av dem møter utfordringer når det skal måles i brakkvann, og det er her jeg kommer inn med forskningen min.

Instrument utviklet ved NTNU

Jeg tester nå ut et instrument som er utviklet ved NTNU for å se om det kan fungere i lukkede anlegg (RAS) til å måle innhold av jern og kobber. Instrumentet er fra før brukt i ferskvann og saltvann, men brakkvannet i lukkede oppdrettsanlegg bringer med seg nye utfordringer.

Jeg har satt opp instrumentet hos forskningsinstitusjonen Nofima på Sunndalsøra, som er vert for SFIen. Her holder de på med mange ulike forsøk som jeg kan bli med på for å teste utstyret på ulike steder i prosessen hvor det kan være nyttig å måle metallene. Håpet er å kunne ha et instrument som kan stå og gå av seg selv lengst mulig og overvåke vannkvaliteten.

Litt vedlikehold og sjekk av instrumentet i vannbehandlingsrommet hos Nofima Sunndalsøra. Foto: Yuriy Marchenko/Nofima.

Utfordringer

En av utfordringene med å måle i lukkede oppdrettsanlegg er begroing i instrumentet. Vannet i anlegget inneholder mye næringsstoffer og mikroorganismer. Disse kommer fra vannet, fôrrester og avføring fra fiskens. Under er bilder av noen av komponentene i instrumentet etter ca. fire uker drift.

Begroing på ulike deler av måleinstrumentet. Foto: Ingrid N. Haugen.

Vi har begynt å se på hva som kan gjøres for å unngå eller enkelt fjerne belegget som legger seg på sensorene, uten at man fysisk må inn å vaske delene for ofte.

Fjernstyring

En av de positive tingene vi har fått til er en fjernstyring og -overvåking av instrumentet. Jeg kan sitte på kontoret mitt på Gløshaugen og sjekke på instrumentet som står på Sunndalsøra, og til og med hente ut data. Med tre timer reisevei er det fint å kunne sjekke om alt går som det skal, eller om det er på tide å ta turen igjen snart.

Veien videre

Når instrumentet er oppe og går skikkelig, og vi har utviklet rutiner for kalibrering og vedlikehold, så håper vi på å kunne bruke samme metode for å måle andre parametere i vannet som også er viktige for fiskens trivsel.

Hvis du vil lese mer om CtrlAQUA, så kan du gå inn på Ctrl AQUAs nettsider for å lese mer om hva de 20 SFI-partnerne fra forskning, oppdrett, teknologi og farmasi holder på med.

Dette blogginnlegget er skrevet av Ingrid Naterstad Haugen, stipendiat ved Institutt for kjemi.

Nordisk optisk teleskop. Foto: Jens Jessen-Hansen

Er det bølgjer på fjorden akkurat no? «Lett å finne ut», tenkjer du kanskje. Det er berre å gå ned til sjøen og sjekke. Førestill deg no at du er på Oppdal, omtrent 90 kilometer frå Trondheim, og prøver å sjå bølgjene på Trondheimsfjorden. Då treng du eit veldig godt teleskop!

Slik opplevde eg doktorgradsoppgåva mi, berre at for meg er ikkje bølgjene på sjøen, men i lufta over oss. Desse bølgjene startar i dei nedre delane av atmosfæren og beveger seg oppover. Slik koplar dei saman ulike delar av atmosfæren og fører til sirkulasjonar i atmosfæren rundt heile jorda. Datamodellar for vêr og klima krev ei god forståing av desse bølgjene. Det var grunnen til at eg starta å leite etter dei. Eg fann dei i eit tynt lag omtrent 90 kilometer over jordoverflata, der nordlyset skin og atmosfæren er på sitt kaldaste. I dette spesielle laget er det noko som lyser akkurat utanfor det synlege spektrumet, i infraraudt lys. Det heiter hydroksylnatthimmellyset.

Ved hjelp av Nordic Optical Telescope (på La Palma, Spania), som er på storleik med eit hus, og fire år med forsking på NTNU, kunne eg måle bølgjer kortare enn 5 meter som ikkje har blitt sett før,  90 kilometer over hovuda våre. Men eg stoppa ikkje der. Avhandlinga mi inneheld fire artiklar med ulike forskningsmål. Ved hjelp av datamodellar forska eg på korleis bølgjer som er fleire kilometer lange kan påverke fargen til hydroksylnatthimmellyset på hittil ukjende måtar. Eg klarte å vise korleis bakgrunnsdata frå astronomiske observasjonar med teleskopet kan vere ei rik informasjonskjelde for atmosfæreforskarar. Til slutt brukte eg data frå teleskopet til å måle kvantemekaniske sannsyn og leggje til rette for at framtidige forskarar kan bruke dataa.

Så neste gong du er på eit fjell i nærleiken av Oppdal, finn fram kameraet og zoom inn mot nord, mot Trondheim. Klarer du å sjå bølgjene på fjorden?

Dette blogginnlegget er skrevet av Christoph Franzen, stipendiat ved Institutt for fysikk. Han tilhører forskningsgruppen Atmosfærefysikk (nettsider på engelsk).

Dette blogginnlegget er oversatt til nynorsk av Anna Rekdal

Nye måter å skape spinnstrømmer på kan gi mer effektive elektroniske komponenter.

Det er ladningen til elektronet som gjør at det går en strøm mellom den positive og den negative polen på et batteri. Elektroner har også andre egenskaper, som massen (vekten) sin og spinnet (rotasjonen) sin. Selv om det tradisjonelt er ladningen som har vært viktigst i elektronikk har forskere verden over i stadig større grad begynt å se på hvordan de andre egenskapene til elektronet – ikke minst spinnet – kan utnyttes i elektriske kretser.

Foto: Per Henning / NTNU

Spinntronikk i hverdagen

Elektronikk som er basert på spinnet til elektronet kalles «spinntronikk». Hvis datamaskinen din har en vanlig harddisk eier du allerede en spintronisk komponent som sitter i lesehodet til harddisken. Ved hjelp av et fenomen vi kjenner som «magnetoresistans» måler lesehodet om de små magnetene i harddisken peker opp eller ned, dvs. om det er lagret en 0-er eller en 1-er.

Jordas magnetiske felt får nålen i kompasset ditt til å peke mot den magnetiske nordpolen. På samme måte skrives informasjon til de små magnetene i harddisken ved hjelp av et magnetisk felt som lages ved å sende strøm gjennom en spole. Fordi det kreves et sterkt felt for å snu magnetene i harddisken – ellers kunne jo jordas magnetiske felt ødelagt alle feriebildene dine – må det sendes en stor strøm gjennom spolen. Denne strømmen forbruker mye energi på grunn av motstanden i ledningene.

En magnet kan også snus fra «opp» til «ned» ved å sende strømmen direkte inn i magneten. Det kan være mer energieffektivt enn å bruke en spole, men krever at strømmen er spinnpolarisert, dvs. at spinnene til alle elektronene peker i samme retning.

Nye måter å lage spinnstrømmer på

I doktorgradsarbeidet mitt har jeg blant annet sett på nye måter vi kan lage en slik spinnstrøm på ved hjelp av både elektroner, partikler kjent som «magnoner» eller ved hjelp av «Cooper-par», som er par av elektroner som kan lede en strøm helt uten elektrisk motstand (superledning).

Slik kan vi lage spinntroniske komponenter som er mer energieffektive samtidig som de yter bedre enn tradisjonelle teknologier.

Bloggforfatter
Blogginnlegget er skrevet av Vetle Kjær Risinggård. Som ph.d-kandidat har han vært en del av Center for Quantum Spintronics (QuSpin). QuSpin er et Senter for fremragende forskning tilknyttet Institutt for fysikk ved NTNU.

Dette bygget skal både være et laboratorium, et kontorbygg og undervisningssted. Foto: NTNU/SINTEF

Et stort bygg er i ferd med å reise seg på NTNUs campus Gløshaugen i Trondheim. Her skal ZEB-laboratoriet stå, et 4-etasjers kontorbygg på 1800 m² som skal brukes til å forske på bygg med null utslipp av klimagasser.

Bygg står for 40% av energibruken i Norge. Å redusere energibruken i bygningssektoren og gjøre bygg mer energieffektive er derfor svært viktig hvis vi skal nå klimamålene fram mot 2050

Her kan du lese mer om hvorfor energieffektive bygg er avgjørende i det grønne skiftet.

Som nullutslippskontorbygg blir ZEB-laboratoriet et av det første i sitt slag. Det skal fungere som en arena for testing av nye løsninger for nullutslippsbygg generelt og for kontor- og undervisningsbygg spesielt, i nært samspill med menneskene som bruker det. Brukernes erfaringer og tilbakemeldinger får dermed en sentral rolle i å teste at ny teknologi, nye materialer og innovative løsninger faktisk er brukervennlige. Slik blir bygget et «levende laboratorium» hvor samspillet mellom mennesker og teknologi er forskningsobjektet.

ZEB laboratoriet er en videreutvikling av forskning gjort av SINTEF og NTNU gjennom forskningssenteret for nullutslippsbygg (FME ZEB). Bygningen vil bli et viktig verktøy i det nye forskningssenteret for nullutslippsområder i smarte byer (FME ZEN) og for senteret for forskningsdrevet innovasjon (SFI) Klima 2050.

Illustrasjon: LINK Arkitektur/Veidekke

Professor Arild Gustavsen ved NTNU er prosjektleder, og her forteller han mer om prosjektet:

ZEB-laboratoriet skal være et nullutslippsbygg. Hva betyr det?

Det vil si et bygg som produserer så mye fornybar energi at det kompenserer for byggets klimagassutslipp under alle faser av byggets levetid: produksjon av materialer, selve byggingen, når det er i drift og når det rives. Vi jobbet mye med å definere og prøve ut ulike ambisjonsnivå for nullutslippsbygg i FME ZEB og dette arbeidet bruker vi nå.

Er det dette som kalles ZEB-COM?

Ja, ZEB-COM er én av definisjonene vi kom frem til og er en av de høyeste ambisjonsnivåene. Det betyr at bygget kompenserer for klimagassutslipp fra bygging (C-onstruction), drift (O-peration) og produksjon (M-aterials) av byggematerialer gjennom fornybar energiproduksjon. Det er denne ambisjonen vi har for ZEB-laboratoriet, og som vi skal få til ved hjelp av blant annet bygningsintegrerte solceller i tak og fasader.

Bygget skal være «fleksibelt.» Hva innebærer det?

At vi skal kunne gjøre mange, forskjellige typer forsøk avhengig av hva vi ønsker å prøve ut. Bygget skal være såpass fleksibelt at det kan bygges om for å utforske nye fasader, nye tekniske installasjoner og for eksempel smart styring av energibruk. Når det er sagt er det ikke bare tekniske løsninger vi ønsker å se på, men også ulike romløsninger for kontorbygg. Teknologi er én ting, hvordan vi skal sitte og jobbe sammen i framtiden er en annen. Dette skal vi også forske på.

Hva er hovedmål med prosjektet?

Å få til mange, ulike forsknings-, utviklings og demonstrasjonsprosjekter i samarbeid med industrien og andre forsknings- og utdanningsinstitusjoner. Prosjektet skal også brukes aktivt i utdanningen av framtidens arkitekter og ingeniører. Prosjektet vil vise hvordan vi kan prosjektere og lage nullutslippsbygg, og gi oss verdifull kunnskap som vi kan bygge videre på. I forskningssenteret for nullutslippsområder i smarte byer (FME ZEN) vil vi blant annet se på hvordan bygget kan utveksle energi med andre bygg i nærheten på Gløshaugen. Det vil også være sentralt å undersøke hvordan ansatte kan bruke kontorbygg mer effektivt.

Hvem finansierer prosjektet?

Norges forskningsråd går inn med 63 millioner, og NTNU og SINTEF med 25 millioner hver. ENOVA bidrar også med ca. 10 millioner. NTNU og SINTEF leder prosjektet sammen og vil også bruke laboratoriet sammen når byggingen er ferdig. Bygget vil åpnes i oktober 2020.

Er dette det første i sitt slag?

Det eksisterer tilsvarende bygg ved Syracuse University i USA og et ved University of Wollongong, Australia. Mitt inntrykk er imidlertid at de mangler fleksibiliteten som jeg nevnte tidligere og som er karakteristisk for ZEB-laboratoriet. De er heller ikke nullutslippsbygg, så vidt jeg vet.

Her kan du lese mer om ZEB-laboratoriet.

Kontakt:

Arild Gustavsen, prosjektleder ZEB laboratoriet og professor, NTNU

Norge har fått i oppgave å navngi et solsystem som befinner seg i stjernebildet Store Bjørn, som ligger i galaksen vår. Stjernen og en planet i dette solsystemet har foreløpig bare katalognavn, men alle norske barn og ungdommer er inviterte å foreslå et bedre navn.

Les på denne nettsiden for å melde inn navneforslag

Som en del av 100-års jubileum, organiserer International Astronomical Union (IAU) en global kampanje IAU100 NameExoWorlds, som lar alle land i verden gi et navn til en valgt eksoplanet og dens vertsstjerne. Nesten 100 land har allerede meldt seg på for å organisere nasjonale kampanjer som vil gi publikum muligheten til å stemme. Målet med dette initiativet er å skape bevissthet om vår plass i universet og å reflektere over hvordan Jorden potensielt ville bli oppfattet av en sivilisasjon på en annen planet.

De siste årene har astronomer oppdaget tusenvis av planeter og planetariske systemer som kretser rundt stjerner i nærheten av vårt solsystem. Noen er små og steinete som jorden, mens andre er gassgiganter som Jupiter. Det antas nå at de fleste stjerner i universet kan ha planeter som går i bane rundt dem, og at noen av dem kan ha fysiske egenskaper som ligner jordens. Det store antallet stjerner i universet, hver med mulige kretsende planeter, sammen med forekomsten av pre-biotiske forbindelser, antyder at utenomjordisk liv kan være sannsynlig.

IAU er myndigheten som er ansvarlig for å tildele offisielle betegnelser og navn til himmellegemer, og nå, mens de feirer sine første 100 år med å fremme internasjonalt samarbeid (IAU100), ønsker de å bidra til felleskap mellom alle mennesker med et betydelig tegn på global identitet. Etter den første NameExoWorlds-kampanjen, som kåret 31 eksoplaneter i 19 planetariske systemer i 2015, vil IAU nå, som en del av IAU100 NameExoWorlds-prosjektet, tilby alle land sjansen til å navngi et planetarisk system, som omfatter en exoplanet og dets vertsstjerne. Hver nasjons utpekte stjerne er synlig fra det landet som velger navnet, og tilstrekkelig lys til å kunne observeres gjennom små teleskoper. Dette er bare andre gang i historien at en kampanje vil føre til navngiving av stjerner og eksoplaneter.

Denne spennende begivenheten inviterer alle over hele verden til å tenke på vår felles plass i universet, samtidig som det stimulerer kreativitet og globalt medborgerskap. Initiativet NameExoworlds minner oss om at vi alle er sammen under en himmel.

Debra Elmegreen, IAUs president

Etter nøye utvelgelse av en stor mengde godt studerte, bekreftede eksoplaneter og deres vertsstjerner, tildelte IAU100 NameExoWorlds styringsgruppe et stjerneplanet-system til hvert land, med hensyn til landet og synligheten til vertstjernen fra det meste av landet. I hvert deltakerland er en nasjonal komité blitt opprettet spesielt av National Outreach Coordinators (IAU NOCs) for å gjennomføre kampanjen på nasjonalt nivå. Den nasjonale komiteen, som følger metodikken og retningslinjene satt opp av IAU100 Name ExoWorlds styringskomité, er det organ som er ansvarlig for å sørge for vilkårene for offentlig deltakelse, formidle prosjektet i landet og etablere et stemmesystem.

De nasjonale kampanjene vil bli gjennomført fra juni til november 2019, og etter endelig validering av IAU100 NameExoWorlds styringskomité, vil de globale resultatene bli kunngjort i desember 2019. Vinnende navn vil bli brukt fritt parallelt med den eksisterende vitenskapelige nomenklaturen, på grunn av kreditering til personene som foreslo dem.

Slik foregår konkurransen

Det er satt opp en nettside for konkurransen med et skjema for innsending av navneforslag, både for planten og vertsstjerne. Nettsiden inneholder litt mer informasjon om selve planeten og stjernen som skal navngis. Der står det også mer om hvordan konkurransen foregår. Komiteen har satt et navnetema for konkurransen som er «Norsk natur». Se for deg navn fra norske fjelltopper, fjorder, elver, innsjøer, skoger, dyr, osv. Det oppfordres også til å foreslå samiske navn. Det er etablert en nasjonal komité opprettet spesielt av National Outreach Coordinators (IAU NOCs) for å gjennomføre kampanjen i Norge. Denne komiteen består av følgende organisasjoner: Representanter fra de ulike organisasjonene er fordelt slik:

• Martina D’Angelo (Universitetet i Oslo)
• Sven Wedemeyer (Universitetet i Oslo)
• Thais Mothe-Diniz (NTNU)
• Tor Aslesen (Det Norske Astronomiske Selskap)
• Ørjan Hoyd H. Vøllestad (Nasjonalt senter for romrelatert opplæring)

Vi som komité håper dette vil vekke astronomen i oss alle og at så mange fra hele Norge vil delta i denne utrolig spennende begivenheten. Det er ikke hver dag man får sjansen til å gi en hel planet et navn!

Har du spørsmål om denne konkurransen/begivenheten, ta kontakt på nameexoworldsnorge@astro.uio.no.

Dette blogginnlegget er skrevet av Thais Mothe-Diniz, astrofysiker og forskningsrådgiver ved Fakultet for naturvitenskap

Dette skulle de visst på forhånd! Her deler NTNU-studenter praktiske tips om utveksling til Kina. Helene Hogna og Thomas Aschehoug er avbildet i Beijing. Foto: privat

Vurderer du, eller skal du reise til Kina? Visste du at Kina har den tredje største gruppen internasjonale studenter, rett bak USA og England? Her skriver fire av NTNUs utvekslingsstudenter til Beijing og Shanghai om sine erfaringer. De har noe gode tips til deg!

Signes tips fra Shanghai Jiaong University

Lunsjtid! Signe i en travel studentkantine ved Shanghai Jiaotong University. Foto: Privat

• Navn: Signe Truyen Ryssdal
• Studieprogram: Produktutvikling og Produksjon (MTPROD)
• Studieretning: Energi-, prosess- og strømningsteknikk
• Hovedprofil: industriell prosessteknikk
• Utvekslet til: Shanghai Jiaong University
  

  1. Kinesisk tidsbegrep

Skulle ønske jeg visste mer om hvor lang tid ting tar, særlig når man regner med lunsjpausen midt på dagen. Jeg har brukt utrolig mye tid på å vente og stå i kø i forbindelse med registrering hos skolen og politiet, henting av bankkort, osv. Og plutselig, midt på dagen, tar de gjerne en lunsjpause som kan vare i opp til to timer. Dette informerer de ikke alltid om, så da ender man med å sitte og vente uten at noen er der. Hadde jeg visst mer om når faktiske business hours er og hvor lang tid ting tar, hadde jeg kunnet planlagt litt bedre.

2. Transportregler

Særlig om når metroen slutter å gå. Metroen i Shanghai er helt super, men siste tog går ganske tidlig. Det varierer også fra stasjon til stasjon når siste Metro går. Hvis man ikke rekker siste Metro hjem må man ta taxi eller Didi (Kinas svar på Uber). Jeg ble en gang stående i over en time og vente på Didi fordi jeg ikke rakk siste Metro, og siden mange da vil hjem blir det vanskelig å få tak i Didi. Hadde jeg satt meg bedre inn i metroreglene før jeg kom hadde jeg kunnet planlegge hjemturen litt bedre.

3. Lære mer kinesisk før du reiser

De setningene jeg husket kom greit med, men jeg burde ha lært meg noen flere enkle setninger (f. eks hvordan man bestiller mat og taxi), fordi det er mange som ikke snakker engelsk her. Det hadde særlig vært nyttig å lære å telle med hendene! Dette hadde jeg lært fra UTFORSK Mandarin crash course før jeg kom, men hadde ikke øvd nok på det. Om jeg hadde kunnet litt mer grunnleggende kinesisk før jeg dro hadde starten av oppholdet vært litt enklere

Tobias’ tips fra Tsinghua University

Tobias i Hangzhou hvor den berømte kinesiske longjing-teen er fra. Foto: privat

• Navn: Tobias Skjelvik
• Studieprogram: Datateknologi (5år sivilingeniør)
• Studieretning: Programvareutvikling
• Hovedprofil: Spillutvikling og interaksjonsdesign
• Utvekslet til: Tsinghua University, Beijing

1. Wechat og Alipay er alt.

I Kina baserer nesten all form for informasjonsflyt og betaling seg på de digitale løsningene Wechat og Alipay. Dette er to mobilapplikasjoner som tilbyr betaling, og kommunikasjon mellom personer og bedrifter. Wechat er som en samlet applikasjon for alle vestlige medier som Instagram, Messenger, Facebook etc. Kombinert med betalingsløsninger og mini-applikasjon fra bedrifter, som nettbutikker til taxiløsninger som Didi. Alipay er mer en ren betalingsløsning og nettbutikk, men du vil kunne bruke enten Alipay eller Wechat som betalingsløsning i nesten alle butikker og på nett. Uten en mobil med Wechat eller Alipay, samt et tilkoblet kinesisk bankkort kommer du ingen vei! Det bør være prioritet nummer en når du ankommer Kina.

2. Alt er på kinesisk.

Det er nesten ingen i Kina som kan engelsk. Jeg hadde hørt det på forhånd, likevel virket det for fremmed til å være sant. Fra dag en her i Beijing har kommunikasjon med andre mennesker som regel foregått på kinesisk, både i virkeligheten og over meldinger med bedrifter på nett. Enkelte steder som offentlig administrasjon har som regel tjenestefolk som kan nok engelsk til å formidle de viktigste tingene en bør vite i prosesser som å registrere seg ved universitetet, eller når en oppretter en kinesisk bankkonto, men på en politistasjon vil det som regel ikke være noen som snakker engelsk.

3. Ha fotokopi av passet.

Før jeg dro til Kina var jeg litt bekymret for hvordan livet kom til å være her. Det virket veldig fremmed og jeg tenkte egentlig at stedet var litt utrygt. Etter å ha kommet hit har jeg ikke opplevd noe annet enn det motsatte. Folk er som regel veldig innstilt på å hjelpe, og jeg har ikke følt meg utrygg i det hele tatt. Det er mye fokus på sikkerhet, og dette er nok mye av grunnen til at jeg har følt meg så trygg. En bekostning er at man risikerer å bli bedt om å vise frem passet sitt. Dette kan være ugunstig i tider hvor passet er sendt inn til behandling hos steder som universitetet eller visumkontorer. Det er derfor veldig viktig å ha fotokopier av passet sitt til enhver tid hvis man er ute og reiser. Et par bilder på telefonen av passet og visum, samt en utskrift er veldig kjekt å ha for å vise frem til sikkerhetspersonell ved kontroller og innganger til ting som togtransport eller mer befolkede turistattraksjoner i Beijing. I tillegg kan det også være lurt å ha en kopi av andre viktige dokumenter, det er ofte behov for det ved søknader om ulike ting som nytt visum.

Helene og Thomas sine tips fra Tsinghua University

Helene og Thomas i Beijing, tegnene over porten står for “Tsinghua hage”. Foto: privat

• Navn: Helene Hogna og Thomas Aschehoug
• Studieprogram: Industriell økonomi og teknologiledelse
• Studieretning: Datateknologi, med kunstig intelligens (AI)
• Utvekslet til: Tsinghua University, Beijing

1. Ha med deg gyldig legitimasjon og viktige dokumenter overalt de første ukene.

Pass er den eneste gyldige legitimasjonen for utlendinger før man har fått et eventuelt studentkort. De fleste steder blir dette tatt på blodig alvor, og spesielt som en forvirret utvekslingsstudent vil de gjerne både dobbel- og trippelsjekke hvem du er. I hele registreringsprosessen på universitetet bør man ha gyldige adgangspapirer og flere kopier med seg til enhver tid. Byråkratiet er overveldende de første ukene, og mye mer omfattende enn man er vant til som norsk student i Norge. Dette gjelder for så vidt også dersom man skal til Beijing eller Kina som turist.

2. Kina har et totalt annet syn på personvern og sensur.

Overvåkningskameraer er ikke uvanlige og datoen for lanseringen av det nye «social credit»-systemet nærmer seg. Dette er fjernt fra det økende fokuset på personvern i Norge og Europa. Samtidig har overvåkningen og strengere kontroll sørget for at kriminaliteten er svært lav, og Beijing er en trygg by. Det er også verdt å nevne at man er avhengig av å ha VPN for å ha tilgang på enkelte vestlige applikasjoner, som Facebook og Google. VPN er i teorien ikke lovlig i Kina, og rundt nasjonale helligdager stenger myndighetene de fleste VPN-applikasjonene. Det skal sies at flere kinesere likevel har både gmail- og instagram-kontoer, og bruken av VPN er velkjent.

3. Som student i Kina har man ufattelig mange reisemuligheter!

På kinesisk oversettes «Kina» til «Zhong guo», som betyr midtens rike. Man er virkelig plassert midt i Asia, og alt fra hurtigtog, fly og sykler er lett tilgjengelig. Prisene er en god del billigere enn hjemme og man kan oppleve mye på få dager. Dersom man vil få maksimalt ut av utvekslingsoppholdet innen kultur og eksotiske opplevelser er Beijing og Kina et godt og spennende valg.

• Se også: Utveksling til utlandet – NTNU

Intervjuene i blogginnlegget er utført av Qiaoqiao Wang, som jobber ved NTNU Energy som Kina-koordinator i både utdannings- og forskningsfelt. Hvis du er interessert I å vite mer om UTFORSK-prosjektet «Gateway to China» og kræsjkurs i mandarin, bare ta kontakt.  

For å forstå hvor mye aluminium i en bil, en vindusramme, eller fasaden i et bygg kan tåle av kraftig påkjenning, må vi forstå hvordan materialet er bygget opp på innsiden. I mitt doktorgradsarbeid har jeg studert byggesteiner i materialet på størrelse med en tusendedels hårsbredd.

Materialets evne til å deformeres uten at det oppstår brudd kalles duktilitet. Når aluminium bøyes, tøyes og deformeres, flyttes atomene rundt. De fleste metaller er krystaller – en form for materialer der atomene ligger ordnet i en gitterstruktur. I denne typen materialer kan det oppstå ørsmå forflytninger av alle atomene rundt en linje i krystallen, kalt dislokasjoner.

Når legeringen deformeres, flytter dislokasjonene på seg og forplanter deformasjonen gjennom materialet. For at en merkbar deformasjon skal skje i et metall, må veldig mange slike dislokasjoner forflyttes fra en side av krystallen til en annen.

Atomenes bevegelser bestemmer metallets styrke

Styrken til et metall bestemmes av hvor enkelt det er å flytte på dislokasjonene. Når et rent metall som aluminium tilsettes små mengder urenheter, som magnesium og silisium, dannes små utfellinger som gjør det vanskeligere å flytte på dislokasjoner.

Hver av disse utfellingene i slike legeringer har en lengde som tilsvarer en tusendedels hårsbredd. Dette er så smått at det kan finnes flere billioner av dem i en bit på størrelse med en sukkerbit.

Foto: Sølvi Normannsen 

Elektronmikroskop gjør det mulig å studere enkeltatomer

I denne doktorgradsavhandlingen er det brukt høyteknologiske elektronmikroskop for å studere hvordan atomene i aluminiumslegeringene flytter på seg. Slike transmisjonselektronmikroskop gjør at vi kan se hvert enkelt atom og hvordan de ligger ordnet i krystallgitteret.

Vi har studert atomene i utfellingene og sett at de blir forflyttet på samme måte som aluminiumatomer når legeringene deformeres. Dette er viktig informasjon. Den kan brukes til å lage datamodeller for å forutse styrke og brudd i legeringene. Dette igjen, er viktig for utvikling av nye legeringer og produkter som biler, vindusrammer, og bygninger.

Atomene i aluminiumslegeringene ligger pent plassert i gitter inne i korn. I mikroskopet ser vi at utfellinger ikke dannes i nærheten av grenser mellom kornene.

Det gjør at disse områdene er svakere enn områdene rundt, og at atomene i disse områdene flytter litt annerledes på seg. Det fører til at disse myke områdene roterer og vrir seg ganske annerledes enn resten av legeringen.

Viktig kunnskap for aluminiumsprodusenter

Funnene i avhandlingen er viktig i forbindelse med utvikling og bruk av produkter som helt eller delvis består av aluminium. Avhandlingen er derfor viktig for norske aluminiumsprodusenter og for eksempel i bilindustrien hvor bruken av øker betraktelig.

Om bloggforfatteren

Kontaktinformasjon til Emil Christiansen

Emil Christiansen avla sin doktorgrad ved Institutt for Fysikk, NTNU i september 2019 og jobber nå som postdoktor. Doktorgraden er finansiert av Centre for Advanced Structural Analysis (CASA). CASA er et senter for forskningsbasert innovasjon (SFI) støttet av Norges Forskningsråd. Det er et samarbeid mellom flere industripartnere, samt statlige instanser og NTNU.

Kilder

Funnene i avhandlingen er, eller skal bli, publisert i følgende artikler i internasjonale fagfellevurderte tidsskrifter:
Emil Christiansen, Calin Daniel Marioara, Knut Marthinsen, Odd Sture Hopperstad, Randi Holmestad, «Lattice rotations in precipitate free zones in an Al-Mg-Si alloy», Materials Characterisation 144 (2018) 522–531.

Emil Christiansen, Calin Daniel Marioara, Bjørn Holmedal, Odd Sture Hopperstad, Randi Holmestad, «Nano-scale characterisation of sheared β^” precipitates in a deformed aluminium alloy», under fagfellevurdering i Scientific Reports (2019) Open Access.

Emil Christiansen, Inga Gudem Ringdalen, Ruben Bjørge, Calin Daniel Marioara, Randi Holmestad, «Multislice image simulations of sheared needle-like precipitates in an Al-Mg-Si alloy», presentert ved EMAG 2019 Manchester, UK og er under fagfellevurdering i Journal of Microscopy, EMAG and MMC special issue (2019).

Bjørn Håkon Frodal, Emil Christiansen, Ole Runar Myhr, Odd Sture Hopperstad, «The role of quench rate on the plastic flow and fracture of three aluminium alloys with different grain structure and texture», upublisert.

I denne saktefilmen kan du se et egg sluppet fra ca 4 meters høyde, som treffer en bøtte med forskjellige blandingsforhold av maisstivelse (Maizena) og vann. Den første har høy konsentrasjon(mye Maizena), den andre litt mindre, og den tredje blandingen er så å si bare vann.

Du skal snart få vite hvorfor vi lagde disse filmene, men først:

Hva skjer når vann blandes med maizena?

Det skjer ikke noe spesielt med hverken vannet eller stivelsespartiklene. Hadde du tatt et bilde av det under mikroskop ville du sett individuelle partikler omgitt av vann. Det interessante fenomenet oppstår når du har en høy nok konsentrasjon av partikler, og du prøver å bevege på blandinga. Det er akkurat som om blandinga oppfører seg som en vanlig væske når du rører rolig, men så kan den stivne helt om du prøver å røre med nok kraft. For å bruke fagbegreper sier vi blandingen blir fastlåst ved kritisk stress (!).

For å forstå dette fenomenet må vi ta en titt på hva som skjer mellom partiklene. Disse partiklene er dekket av polymer-kjeder, akkurat som hår. Disse hårene sørger for at partiklene har væske mellom seg og kan derfor gli forbi hverandre hvis vi rører rolig. Om vi bruker nok kraft på å røre kan partiklene bryte gjennom dette «hår-laget» og komme i friksjonskontakt. Friksjonen gjør det vanskelig for partiklene å bevege seg forbi hverandre. Resultatet er at jo hardere vi prøver, jo mer friksjon er det mellom partiklene, og væsken vil stritte hardere imot bevegelsen vi prøver å gi den.

Filmene er tatt fra et eksperiment der skoleelever fra Talentsenteret besøkte NTNU. Hva var egentlig meningen med eksperimentet?

Et aspekt ved det er jo selvfølgelig at det er gøy. For å gå litt dypere, var det et forsøk på å vise hvordan man faktisk jobber når man kjører eksperimenter. Det vi målte var bremselengde til egget, og maizenakonsentrasjon. Målet var å vise hvordan bremselengden til egget endres når man endrer konsentrasjonen av maizena. Her holder det nok ikke med én måling. Det er nok heller ikke alle maizenablandinger som er i stand til å ta imot egget uten at det knuser. Finnes det kanskje et optimalt blandingsforhold? Hva er grunnen til at vi ikke får de samme resultatene hver gang? Hvilke variabler kan vi kontrollere, og hvilke må vi bare godta at vi ikke har kontroll på? Viktige spørsmål!

• Mer om Talentsenteret i Trondheim

Hva er den optimale blandingen maizena og vann for å skape en supermyk landing for et egg sluppet fra stor høyde?

Teknisk sett blir ikke blandinga myk, den blir faktisk hard! Dermed er det litt kontra intuitivt at egget ikke knuser. Partiklene må rekke å orientere seg i et slikt nettverk at det greier å ta opp krefter, for at blandinga skal stivne. Altså skal det noe deformasjon til før det blir hardt. Her ser det ut til at denne deformasjonen bruker væsken på å forme seg etter egget, før den stivner og stopper egget.  Om du vil prøve dette selv, så det ut til at et sted mellom 1:2 og 2:5 (vann:maizena, målt i volum) er et godt sted å starte!

Hvor mange egg gikk med i eksperimentet?

Mange nok til at det måtte vaskes etterpå.

Dette blogginnlegget er skrevet av Olav Rømcke, stipendiat ved NTNU – institutt for energi- og prosessteknikk. Han forsker på strømning i suspansjoner med høy partikkeltetthet.

Onsdag 6. november starter Teknologiuka for jenter 2019, med rekordstor oppslutning!

Visste du at å kjøre bil alltid har vært farligere for kvinner enn for menn fordi mye av sikkerhetsteknologien, som for eksempel setebeltene, baserte seg på forsøk utført av menn på kollisjonsdukker designet som menn?

– Eller at standarden for innetemperatur på kontorer og arbeidsområder baserer seg på hvilken temperatur som er ideell for menn, noe som gjør at kvinner ofte opplever å fryse på kontoret, og dermed jobber mindre effektivt?

Dette er bare to av enormt mange eksempler på hvordan vi lever i en verden som er tilpasset menn.

– Derfor trenger vi kvinner som utvikler teknologi.
– Derfor trenger vi kvinner som studerer teknologi.
Derfor arrangerer vi for andre året på rad Teknologiuka for jenter.

Teknologiuka for jenter er ett av mange rekrutteringsprosjekter vi har for jenter på NTNU, og som etter debuten i fjor er en videreutvikling av arrangementene Jentedagen og Teknologicamp for jenter som vi har arrangert i mange år tidligere. Nyskapingen er et samarbeid mellom Fakultet for ingeniørvitenskap, Fakultet for naturvitenskap, og Fakultet for informasjonsteknologi og elektroteknikk.

450 jenter, elever fra VGS over hele Norge, kommer til Trondheim denne uka.

Her får de møte forbilder i form av studenter og kjente foredragsholdere, delta på workshops hvor de selv blir utfordret, og de får mulighet til å bli kjent med likesinnede fra hele landet.

De har søkt seg hit for å bli inspirert til å satse på en teknologiutdanning.
– Fordi de tør å omfavne sin interesse og sitt talent innenfor realfag eller koding.
– Fordi de tør å følge magefølelsen som sier at maskin- eller byggingeniør er noe de vil trives med, og de innser at de ikke er så alene med sine interesser som de kanskje har trodd.

Josephine Cochrane (oppvaskmaskinens oppfinner) så behovet for en mer effektiv og grundig oppvask. Ada Lovelace ble verdens første dataprogrammerer tidlig på 1800-tallet:
Det er mange oppfinnelser som bare venter på rett kvinne. Da er det synd hvis den rette kvinnen jobber med noe helt annet, fordi hun ikke satset.

For å få et best mulig samfunn for alle, trenger vi både menn og kvinner som jobber sammen for å finne de beste løsningene for alle.

At Teknologiuka for jenter i år fikk over 1000 søknader, gir oss tro på at vi er på vei dit.

Fordi det er dette som bokstavelig talt er kunnskap for en bedre verden.

Les mer om Teknologiuka for jenter 2019

Bloggforfattere

Innlegget er skrevet av Kristian R. Gisvold, Prosjektkoordinator Teknologiuka for jenter 2019 og
Kjersti Lunden Nilsen, kommunikasjon og studentrekruttering ved Fakultet for informasjonsteknologi og elektroteknikk

Utmarkbeite er trolig den mest utbredte arealbruken i Norge, som i verden forøvrig. Etter at mengden beitende husdyr begynte å ned på midten av forrige århundre har ville hjortedyr tatt over deres plass i naturen. Disse ville populasjonene reguleres tett og forvaltes faktisk av landbruks- og matdepartementet. Så på mange måter kan man si at elgen er den nye kua. Hva betyr så elgen for oss? For naturen rundt oss? For samfunnet?

Vi snakker om verdens største hjortedyr, en spisemaskin som kan omsette så mye som 40 kg plantemateriale om dagen. I Norge er det rekordmange elg om dagen – ofte 2 dyr per kvadratkilometer flere steder. Dette tilsier at elgen kan ha virkelig mye å si for skogen der den bor, og skal vi nå bærekraftsmålene til FN, og skal vi klare å reversere klimaendringene, ja da kan vi faktisk ikke la være å tenke på elgen.

Mitt doktorgradsarbeid har bekreftet at dagens beitetrykk fra elgen går hardt utover løvtrærne som den lever av. Men at det i hele studieområdet vårt ikke skulle finnes en eneste rogn som hadde unnsluppet elgens kjever, det var allikevel dystert nytt. I hvert fall for oss som ønsker å se løvtrær og artsmangfold i skogene. Jeg har også studert hvordan endringene forplanter seg i jordsmonnet og i undervegetasjonen. Ja elgen er viktig for hele økosystemet.

Men elgen er også en del av mangfoldet. Og den er jakt, den er kultur og den er tradisjon. Så hvordan veier vi opp alle disse positive og negative sidene ved elg? Avhandlingen min rundes av med oppstarten på noe nytt – ett nettbasert samarbeids og -læringsverktøy for å forstå elgens mange roller i naturen og i samfunnet. Gjennom tverrfaglig samarbeid og med tettere kontakt mellom forskere og samfunnet for øvrig, legger vi grunnlaget for å mer bærekraftig fremtid.

Dette blogginnlegget er skrevet av Anders Lorentzen Kolstad, stipendiat ved Institutt for naturhistorie ved NTNU Vitenskapsmuseet

Powerhouse Brattøra i Trondheim er Norges største nybygde plusshus. Foto: Thomas Klungland

Den 6. og 7. november arrangerte vi en nordisk konferanse om nullutslippsbygg og plusshus i Trondheim. Vi ville samle forskere og profesjonelle fra bygningsindustrien for å styrke samarbeidet innen fagfeltet, og med et spesielt fokus på nullutslippsbygg var Nordic ZEB+-konferansen den første i sitt slag.

Byggesektoren står for over 40% av energibruken i Europa og ca 30% av klimagassutslippene. Tradisjonelt har Norden vært i front med å implementere innovative løsninger i bygg, og årets presentasjoner reflekterte nettopp dette. Konferansen hadde over 100 presentasjoner og 330 deltakere fra 29 land.

Lurer du på hva som ble presentert og sagt?

Konferanseleder Inger Andresen åpner for full sal. Foto: Niki Gaitani

Her har vi oppsummert de 5 ’keynotes’ fra konferansen. Kanskje du synes dette er såpass spennende at du vil delta neste gang Nordic ZEB+ arrangeres, i 2021!

Sustainability is profitable!

Innledningsforedraget ble holdt av Anna Denell, leder for bærekraft i Nordens største eiendomsselskap Vasakronan. Hun fortalte en meget interessant og inspirerende historie om Vasakronans arbeid med å redusere klimagassutslipp i sin byggportefølje. Fra 2006 og frem til i dag har Vasakronan redusert sine direkte klimagassutslipp til null. De har nå startet med å lage materialregnskap for alle sine bygg. Et stort og møysommelig arbeid, men Denell fortalte at arbeidet deres med bærekraft faktisk er en meget lønnsom virksomhet!

Anna Denell fra Vasakronan. Foto: Katinka Sætersdal Remøe

Is heaven a place on earth?

Kjetil Trældal Thorsen, grunnlegger og partner i Snøhetta, hadde en spennende tittel på sin presentasjon: ‘Is heaven a place on earth?’ Svaret var ja. Thorsen viste eksempler på flere prosjekter hvor stedskvaliteter, miljø, sosial bærekraft og arkitekturkvalitet er forenet på en nærmest guddommelig måte. Et hovedpoeng fra Snøhetta-guruen var at ressursbruken må ned og atvi må tenke oss godt om før vi bygger noe nytt. ‘From minimalism to reductionism’ var slagordet.

The world needs a new approach!

På morgenen den andre dagen var det duket for Harald Schnur, direktør for Siemens Smart Infrastructure. Han åpnet med å si at han hadde ligget våken hele natten og tenkt på hvordan vi skulle få til å gå fra ‘minimalism to reductionism’. Men han mente at vi kunne være optimistiske, for løsningene er der, og bygninger vil spille en nøkkelrolle i fremtidens energisystem. Svaret er digitalisering og utveksling av informasjon mellom bygninger, energisystem, brukere, miljø og samfunnet.

People matter!

Kirsten Gram Hanssen som er professor ved Aalborg Universitet, hadde fokus på brukernes rolle i energieffektive bygg. Hun viste til flere, større evalueringsprosjekter hvor den reelle energibruken viste seg å være betydelig høyere enn det som var beregnet. Gram-Hanssen etterlyste løsninger med mer brukerfokus og større robusthet med hensyn til brukeradferd.

Is this enough to save the earth?

Siste ‘keynote’ var fra Matthias Schuler, som er grunnlegger av det tyske ingeniørfirmaet Transsolar KlimaEngineering. Han viste eksempler på nyskapende prosjekter fra flere verdensdeler, med fokus på å utnytte geografiske e forhold og fysiske prinsipper i kombinasjon med brukerfokus og høy, arkitektonisk kvalitet. Slike bygg har flere ‘ekstraverdier’, som høyere brukertilfredshet, mindre sykefravær, er lettere å leie ut, og tiltrekker seg de beste arbeidstakerne. Om dette er nok til å redde planeten, var han forsiktig optimistisk til.

Våre gode hjelpere. Foto: Katinka Sætersdal Remøe

Takk til Enova og Forskningsrådet for økonomisk støtte, og til alle våre norske og nordiske samarbeidspartnere for å ha bidratt til at dette ble et flott arrangement.

Neste konferanse om temaet planlegges å skje i Sverige i 2021.

Forfattere

Inger Andresen

Nordic ZEB+ Conference Chair. Professor ved Institutt for arkitektur og teknologi (NTNU) og forsker i FME ZEN

Niki Gaitani

Seniorforsker ved Institutt for arkitektur og teknologi (NTNU) og prosjektleder i FME ZEN

Tommy Kleiven

Professor ved Institutt for arkitektur (NTNU) og teknologi og forsker i FME ZEN

Fakta om FME ZEN-senteret

– Research Centre on Zero Emission Neighbourhoods (ZEN) in Smart Cities
FME ZEN (https://fmezen.no) er et forskningssenter for miljøvennlig energi (FME), etablert i 2017 av Norges forskningsråd.
Målet vårt er å utvikle løsninger for fremtidens bygninger og områder med null utslipp av klimagasser. Ved dette vil vi bidra til at nullutslippssamfunnet kan realiseres.
Gjennom FME ZEN samarbeider kommuner, næringsliv, myndighetsorgan og forskere tett for å planlegge, utvikle og drifte områder uten klimagassutslipp. Senteret har ni pilotprosjekter fordelt over hele Norge som fungerer som innovasjonsarenaer.
NTNU er vertsorganisasjon og leder senteret sammen med SINTEF.

https://fmezen.no

@ZENcentre

FME ZEN