Nanoboks er årets forskningsgennembrud
Årets mindste forskningsresultat har Ingeniøren valgt som det største: en nanokasse med ydre dimensioner på 48, 33 og 34 nanometer og et indre rumfang på 39 zeptoliter. Den er fremstillet af forskere på Aarhus Universitet ved Inano - det interdisciplinære center for nanoteknologi.
Selv om det altid kan diskuteres, hvad årets fremmeste forskningsresultat er, så slår nanokassen igennem på flere måder:
Den er både størst og mindst, idet den er den hidtil største og mest komplekse kunstigt skabte struktur ud fra selvorganisering, og den er den mindste kasse, der nogensinde er lavet.
Den har flere potentielle anvendelsesmuligheder inden for så forskellige områder som medicin, sensorer og computerberegninger.
Den har fået en helt enorm opmærksomhed - ikke mindst i udlandet. Prøv selv at indtaste de tre ord DNA, nano og box i søgefeltet hos Google og se de mange henvisninger til den lille kasse. Særlig stor har interessen været i Rusland, Kina og Tyskland.
»Det minder om traditionel ingeniørteknik, og det tror jeg interesserer ikke mindst i disse lande,« siger professor Jørgen Kjems fra Molekylærbiologisk Institut, der er en af kassens fædre.
Også fra forskerkolleger fra hele verden er folkene bag nanokassen blevet bestormet.
»Vi er blevet inviteret til en lang række konferencer og møder for at fortæller om vores forskning. Langt flere end vi har kunnet > overkomme. Så jeg har ofte måttet sige nej,« fortæller Jørgen Kjems.
Han har sammen med professor Kurt Gothelf fra Kemisk Institut stået i spidsen for projektet, som har haft post.doc. Ebbe Sloth Andersen som en helt central spiller. Alle tre er tilknyttet Center for DNA-Nanoteknologi, som er støttet af Danmarks Grundforskningsfond og indgår som en del af Inano.
Ingeniøren kunne allerede i maj præsentere den lille kasse i en stor artikel, samtidig med at forskernes videnskabelige artikel blev offentliggjort i Nature.
Ros fra amerikanske forskere
Det var Paul Rothemund fra California Institute of Technology (Caltech), der i en artikel i Nature i marts 2006 viste, at man kan få DNA-molekyler til på egen hånd og på nanoskala at folde sig i stort set alle slags former og mønstre. Teknikken blev hurtigt døbt DNA-origami efter den traditionelle japanske papirfoldningskunst.
Århusforskerne er de første, der har udviklet nanofoldekunsten til tre dimensioner, og har kunnet lave en kasse med låg, der på kontrolleret vis kan åbnes og lukkes.
Det er aldrig sket før, kunne professor John Reif fra Duke University i USA bekræfte over for Technology Review, der udgøres af verdens førende teknologiske universitet, Massachusetts Institute of Technology (MIT) i USA.
Århusforskerne har udviklet et program, der kan beregne de DNA-sekvenser, der skal bruges for at lave kasserne. Disse sekvenser kan bestilles hos kommercielle firmaer, der leverer dem i løbet af få dage. Så hælder man DNA-sekvenserne ned i en gryde, varmer op til 95 grader og køler langsomt ned - og så har man lavet i milliardvis af de små kasser.
Det sværeste har i virkeligheden ikke været at designe objektet, men at eftervise, at kasserne rent faktisk er lavet. Her sender Paul Rothemund en særlig ros til den danske gruppe for et veludført job.
»De kan nu arbejde videre og forbedre kassen og rent faktisk bruge den til noget fornuftigt,« sagde han til MIT's Technology Review, da artiklen i Nature kom frem.
Og det er lige præcis, hvad forskerne har i sinde, forklarer Jørgen Kjems til Ingeniøren.
Mange anvendelser
I kasserne kan for eksempel placeres medicin, som kan føres ind i celler, hvor kasserne åbnes på kommando, og medicinen frigives. Kasserne kan også bruges som sensorer, idet de kan forsynes med helt op til otte forskellige låseanordinger, så der for eksempel skal være otte forskellige signaler til stede for at åbne kassen.
Nogle låse kan både åbnes og lukkes. Andre låse brækkes i princippet op med lys, der slår låsemolekylet i stykker.
Man kan også bruge kasserne til at lave logiske elementer som NOT, OR og AND-gates - grundlaget for computerberegninger.
»I småtingsafdelingen arbejder vi også med at fore kasserne på en måde, der gør dem biokompatible,« siger Jørgen Kjems.
Vi har næppe hørt det sidste til de små kasser fra Århus.
Fakta: Sådan har vi gjort:
Videnskabens Top 5 er inspireret af "Breaktrough of the Year", som det amerikanske tidsskrift Science gennem en årrække har udpeget. Vi udpeger årets bedste forskningsresultat og yderligere fire 'runner-ups' inden for de naturvidenskabelige og tekniske områder.
Det er Ingeniørens redaktion, der helt subjektivt udpeger forskningsresultaterne - som naturligvis sagtens kan diskuteres. Eneste krav er, at forskningen er udført af forskere i Danmark, eventuelt i samarbejde med forskere fra udlandet, og at der er offentliggjort en peer-reviewed videnskabelig artikel inden udgangen af oktober 2009.
Læs mere om de øvrige nominerede forskningsresultater i magasinet Året Rundt 2009, som følger med Ingeniøren fredag eller log ind og læs HER
