Webbfrågan
Ska Sverige satsa på kärnkraftsforskning?

69% 8% 22%
Antalet svar:86
Nästa nummer
Den 30 oktober

Stark forskningsmiljö synar svaga bindningar
Foto: Tidskriften Betong, Kent Johansson.
Högt likaladdade partiklar attraherar varandra. Det är det fenomenet som får cement att härda och bli betong.

Foto: Busch&Bild
– Vi har en forskningsgemenskap som styrs utifrån gemensam stimulans och uppmuntran, säger professor Håkan Wennerström.

Två proteiner i en saltlösning. Deras interaktion är intressant bland annat för att förstå sjukdomar som beror på att proteiner aggregerar. Klicka på bilden för att starta filmen.
Tillfälliga bindningar mellan molekyler orsakar såväl att cement stelnar som att DNA packas i kromosomerna. Nu ska tio kemiforskare i Lund studera de svaga bindningarna närmare.
Cementblandarens gröt av cement, vatten och sand är fylld av mängder av nanometerstora, starkt negativt laddade partiklar. Med lika laddningar borde de förstås repellera varandra.

Men det gör de inte. Är partiklarna tillräckligt högt laddade uppstår i stället en attraktion. Och det är precis vad som händer när cement härdar och blir hård som – betong.

Bakom den banbrytande upptäckten som kallas jon-jon korrelation finns kemiforskare i Lund.

– Det är en fundamental upptäckt som kan förklaras med växelverkan mellan molekyler, säger Håkan Wennerström, professor i fysikalisk kemi i Lund.

Han ingår i en grupp med tio forskare vid kemiinstitutionen i Lund som nu får sju och en halv miljoner kronor i tio år i Linnéstöd för att fortsätta studera molekylers tillfälliga bindningar.

Förklarar egenskaper

Det är denna så kallade intramolekylära växelverkan som ger både material och levande celler deras egenskaper och den är fundamental för stora delar av den tillämpade kemin.

 – De biologiska tillämpningarna är oändliga. Forskningen är också viktig för tekniska frågor rörande bland annat livsmedel, pappersmassa, hygienprodukter och läkemedelsformulering, säger Håkan Wennerström.

Bindningarna mellan molekyler är tillfälliga och bryts lätt. I interaktionen uppstår funktioner och intressanta vetenskapliga fenomen som lundaforskarna ska studera närmare. (se filmen)

Många utmaningar

– Det är en utmaning att förstå det fundamentala. Samma subtilt elektrostatiska mekanism finns bakom när cement stelnar som när DNA packar ihop sig till en kromosom.

Är laddningarna svagare fungerar det så som vi lärt oss. I till exempel vatten dras molekyl till molekyl av att svaga positiva och negativa laddningar attraherar varandra.

Samma sak händer när stora proteinmolekyler binds ihop, som när ett enzym binder till en receptor i en cell. Skillnaden är att molekylerna är mycket större och innehåller många fler som atomer ska matchas ihop. Det är därför bindningen kan bli så specifik.

Forskarna använder kvantkemi och datorsimuleringar för att beräkna styrkan i bindningarna. Experiment på modellsystem visar sedan om teorierna fungerar, varpå resultaten används för att lösa konkreta problem.
– Det är en utmaning att få hela kedjan att fungera.

Stark forskningsgemenskap

Kemimiljön samlar tio forskare i teoretisk, fysikalisk och biofysikalisk kemi som samarbetar sedan tidigare. Samarbetet har resulterat i ett stort antal uppmärksammade vetenskapliga artiklar.

– Ansökan var lätt att skriva. Det var uppenbart vad vi skulle göra eftersom vi är en väl sammanhållen, existerande miljö, säger Håkan Wennerström.
2006-09-25

Hur tar du reda på nya forskarrön från det natur- och teknikvetenskapliga området?