Energi och strukturbiologi i fokus för årets Celsius Linné-föreläsningar

Här ger Uppsala universitets värdar smakprov på vad föreläsarna kommer att tala om:

”Nanogeneratorn kan laddas av dina hjärtslag”

2020 års Celsius-föreläsare är Dr. Zhong Lin Wang från School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology, Atlanta, Georgia USA, och Beijing Institute of Nanoenergy and Nanosystems, Chinese Academy of Sciences, Beijing, Kina. 

En av hans värdar är Rajeev Ahuja, professor i fysik, särskilt teoretiska materialstudier, vid institutionen för fysik och astronomi, Uppsala universitet.
 

Vad kommer Zhong Lin Wangs föreläsning att handla om?
– Han kommer att prata om kontaktelektrifiering, ett fenomen som har varit känt i 2 600 år, men som sällan tagits till vara. Den kontaktelektriska effekten är den friktion som uppstår mellan material som gnids mot varandra. Den här energin har Zhong Lin Wang inte bara beskrivit vetenskapligt utan även använt för att utveckla en helt ny teknisk anordning vid namn triboelektrisk nanogenerator, TENG.

– De här nanogeneratorerna tar till vara energi från våra livsmiljöer och blir på så sätt självförsörjande. Allt från energin från våra egna hjärtslag till rörelsen från havsvågor. Under föreläsningen kommer Wang att presentera sin idé om nätverk av sådana nanogeneratorer för att utvinna energi från havet. Detta kan vara en ny metod för att lösa världens energibehov i framtiden.

Varför har den kontaktelektriska effekten inte utnyttjats tidigare?
– Eftersom människor inte trott att det går att använda sig av nanoenergi utan fokuserat på stora energislag som solenergi. Ta till exempel pacemakers som du ansluter till ett externt batteri. Vad Zhong Lin Wang föreslår istället är ett implantat med en nanogenerator som drivs av vibrationerna från dina egna hjärtslag! Då behöver du inte ett externt batteri. Samma sak om du vill ladda din telefon. Istället för att ansluta den till ett eluttag så använder den inopererade nanogeneratorn energin från dina kroppsrörelser. Materialmässigt består nanogeneratorerna av till exempel zinkoxid vilket innebär att de är säkra att placera inuti kroppen.

Det låter spännande! Har du redan något forskningssamarbete med Zhong Lin Wang?
– Ja, min forskargrupp arbetar just nu i ett projekt med honom och några av hans gruppmedlemmar. De vill koppla detta fenomen från 2 600 år tillbaka till någon slags teori. Vad är den grundläggande vetenskapen bakom detta? Dessutom är vår specialitet här i Uppsala energilagringsmaterial och att föreslå de ultimata materialen för användning i nanogeneratorerna.

Har du själv några frågor du skulle vilja ställa honom på föreläsningen?
– Ja, tre saker: Kontaktelektrifiering är ett gammalt fysikaliskt fenomen, så varför har det inte förrän nyligen funnits någon bra vetenskaplig tolkning av det? Hur kan den grundläggande förståelsen av kontaktelektrifiering påverka framstegen inom fysik, kemi och till och med biologi? Vilka är de viktigaste användningarna av triboelektriska nanogeneratorer, och varför är det nytt och innovativt?

”Hon står för ett väldigt stort framsteg inom HIV-forskningen”

2020 års Linné-föreläsare är professor Angela M. Gronenborn vid institutionen för strukturbiologi och Pittsburgh Center for HIV- Protein Interaction vid University of Pittsburgh School of Medicine, USA. Hennes värd är Máté Erdélyi, professor i organisk kemi vid institutionen för kemi – BMC, Uppsala universitet.
 

Vad kommer Angela M. Gronenborns föreläsning att handla om?
– Hon ska berätta om sin forskning på biomakromolekyler, proteiner, DNA och RNA och deras interaktioner. Hon är specialist på dynamik och struktur och har bland annat beskrivit flera delar av HIV-viruset, framförallt dess kapsel. Hur viruset fungerar och interagerar är väldigt komplicerat och har stor påverkan på hur man utvecklar läkemedel.

Varför ska man komma till Siegbahnsalen och lyssna till henne?
– Angela Gronenborn är väldigt duktig på att presentera sin forskning och bjuds in över hela världen. Bara inom de kommande månaderna ska hon hålla tre föredrag i Sverige som jag känner till. Det faktum att hon lyckats beskriva kapseln, och de yttre strukturerna av HIV-viruset, är ett väldigt stort framsteg inom HIV-forskningen. Hon är en av de absolut främsta på området och anses vara kandidat till Nobelpriset.

Har du själv någon fråga du är nyfiken på och skulle vilja ställa till Angela M. Gronenborn?
– Det är mer inom hennes speciella område där vi också jobbar. Var ser hon att NMR-spektroskopi (kärnmagnetisk resonansspektroskopi, reds anm) kommer att utvecklas? Den tekniken är hon expert på. Vilka aspekter ser hon kommer att bli viktigast inom de närmaste fem-tio åren? Det skulle vara intressant att veta.
 

Vad handlar din egen forskning om?
– Min forskargrupp utvecklar bland annat molekyler som ska vara bra mot resistenta bakterier och skickar dem för testning till medicinare runtom i världen. Vi gör våra malariatester i Australien, cancertester i Kanada och USA, tuberkulos i Kina och antibiotika i Norge. Vi forskar bland annat på hur antibiotika relaterar till proteinbindning av substanser, samt något som kallas för halogenbindning, i princip en kommunikationsväg mellan molekyler som vi inte kände till tidigare. Dessutom jobbar vi med naturläkemedel.

Vad hoppas du att allmänheten kan få med sig från Angela M. Gronenborns föreläsning?
– Jag tror just det här tvärvetenskapliga. Hon har inte bara insyn i ett litet område utan en överblick över naturvetenskaplig och medicinsk forskning och är väldigt duktig på att kombinera olika områden. Så det blir troligtvis ett föredrag som inte går så djupt in i små detaljer utan en helhetsbild om utmaningar och möjligheter inom naturvetenskap och medicin som är ganska lätt att följa.