Nanohantverkarna

När rektorn vid Uppsala universitet skulle utse en representant för de skandinaviska länderna till det prestigefyllda International Achievement Summit valde han förstås en nanoforskare. Framtiden stavas nanoteknik, och det blev den då nyutnämnda 34-åriga professorn i nanoteknologi Maria Strømme som fick åka.

– När jag fick inbjudan trodde jag först att det var spam, säger hon.

I brevet stod att Maria Strømme skulle få träffa Bill Gates, Michail Gorbatjov, Bill Clinton, Steven Spielberg och George Lucas. Bara kändisar och en nanoprofessor från Uppsala. Det lät som ett skämt men var alldeles sant.

Det årliga mötet hålls för 50 framstående män och kvinnor inom vetenskap, politik, kultur och sport. Dessutom bjuds 250 lovande unga bubblare in för att inspireras till stordåd. Maria Strømme var en sådan bubblare. Ena kvällen dansade hon med världsberömda rockstjärnor, nästa konverserade hon med Nobelpristagare.

– Det är bland det häftigaste jag varit med om, säger hon.

Ändå är det ingenting mot vad den teknik hon arbetar med lovar världen.

– Nanoteknik kommer att bota cancer och ge lama rörelseförmågan åter, säger hon tvärsäkert.

Kom inte orden från en av Sveriges främsta nanoforskare skulle man kanske avfärda det som hybris eller extrem teknikoptimism. Men Maria Strømme är helt allvarlig när hon säger det. Och när jag ändå småler lite osäkert vänder hon sin datorskärm mot mig och visar två filmsekvenser. Först syns en mus som ligger helt stilla i sin bur. Den har en ryggmärgsskada och är förlamad. I nästa sekvens ser man musen kräla fram. Mellan filmerna fick musen behandling med en teknik i nanoskala som hjälpte ryggmärgen att läka och därmed gav musen rörelseförmågan åter.

Nerverna behöver hjälp för att kunna växa ihop igen. Med nanoterapi är det möjligt att ge den hjälpen.

Nu är det under mycket speciella betingelser som denna opererade mus givits rörelseförmågan åter. Stegen mellan djurförsök och en fungerande terapi för människor är många och svåra. Kanske är det inte ens en framkomlig väg. Men Maria Strømme är som sagt optimist, en smittande sådan.

Man anar att den påtagligt glada framtoningen är en norsk kvarleva. Det enda som annars avslöjar att Maria Strømme kommer från Norge är stavningen av efternamnet, för av modersmålet hörs inte ett spår. Möjligen är hennes perfekta svenska uttal ett utslag av hennes målmedvetenhet. Finns det hinder på vägen mot de utlovade framgångarna för nanotekniken, så kommer hon att undanröja dem.

Ett exempel på det är samarbetet med kringliggande institutioner. Från kontorsfönstret på Ångströmlaboratoriet i Uppsala ser man till vänster Biomedicinskt centrum (BMC). Rakt fram ligger Rudbecklaboratoriet, ett forskningslaboratorium för cancer och genetiska sjukdomar. Och i fjärran anar man Akademiska sjukhuset, ett av Sveriges främsta forskningssjukhus.

Men trots att det är så nära upplevde Maria Strømme som nybliven professor att samarbetet var alltför svagt. Därför drog hon i gång Bio-Ångström, en årligen återkommande konferens om nano- och bioteknik. De har resulterat i otaliga projekt och nya kontakter. Den senaste konferensen hade fokus på bioteknikföretag och deras behov.

– Jag är grundforskare i hjärtat men drivs av att se nytta, säger hon om kontakterna med näringslivet.

Maria Strømme är inte ensam om att hysa optimism inför nanoteknikens enorma potential. Vetenskapsrådet har fördubblat anslagen till nanoteknik och delar i år ut 140 miljoner kronor.

Och då är medicinområdet inte inräknat. Ett annat exempel på miljonrullningen inom nanoområdet är den extrema nanoblixt som byggs i Hamburg. Denna så kallade frielektronlaser – kallad XFEL – ska avge ett ljussken som kan användas för att ta blixtbilder i nanoskala. Prislappen är på 10 miljarder kronor, och pengarna kommer än så länge från Tyskland. Men Sverige är med i diskussionerna.

Med Xfel kommer man att kunna ta tredimensionella detaljbilder på virus och filma fotosyntesen.

Janos Hajdu, professor i biofysik vid Uppsala universitet samt i fotonvetenskap vid Stanford University, USA, är med i uppbyggnaden av Xfel. Han säger:

– Den nya kameran kommer att revolutionera livsvetenskaperna.

Det är samma stora ord som Maria Strømme använder:

– Nanotekniken är början på en stor revolution, säger hon.

Både Hajdu och Strømme är alltså verksamma i Uppsala. Men nanotekniken är spridd över hela Sverige. Tvärtemot många andra områden finns här ingen nationell samling eller strategi. Det pågår världsledande nanorelaterad forskning bland annat i Göteborg, Stockholm och Lund.

Bengt Kasemo, professor i fysik vid Chalmers tekniska högskola i Göteborg, har under senare tid argumenterat för att Sverige ska utforma en nationell strategi på nanoområdet. På Chalmers har han tillsammans med bland andra Per Delsing, Eleanor Campbell och Stefan Bengtsson byggt upp något som han vill kalla Sveriges bredaste nanoforskning. Drygt 300 forskare vid Chalmers arbetar inom nanoområdet.

Som exempel på bredden nämner han områden som artificiell fotosyntes, kolnanorör, nanofotonik, nanostrukturerade material, nanoimplantat, nanoläkemedel, nanokatalys . . . Ja, Bengt Kasemo räknar upp snart sagt varje teknikområde som finns, men med tillägget nano. Och just det är utmärkande för den nya tekniken – den tycks finna tillämpningar inom så gott som varje naturvetenskapligt forskningsfält.

Det kan dessutom vara så att en del forskning får etiketten nano för att det är ett lockande framtidsord som ger nya finansieringsmöjligheter. Inom reklamen och som namn på produkter med högteknologisk framtoning har ”nano” positiv laddning. Antirynkkräm säljs med nanogel och golfklubbor med nanofibrer.

Till skillnad från gentekniken har nanotekniken ännu inte påverkats nämnvärt av några larm.

Vad är då nanoteknik egentligen? Jo, nano är ett prefix som betyder miljarddel och kommer från det grekiska ordet nanos som betyder dvärg. En nanometer är alltså en miljondels millimeter. En atom är omkring en tiondels nanometer i diameter.

Nanoteknik och nanovetenskap handlar om att studera och manipulera materien på atomär nivå, och därigenom ge materialen nya egenskaper och funktioner, trots att atomerna är desamma. Atomslöjd kallas det ibland.

Nanoteknik kan användas inom elektronik och materialteknik, men även i kemiska och biologiska tillämpningar. Även om de flesta framhåller att nanovetenskapen är tvärvetenskaplig kan man urskilja fem olika inriktningar: nanomaterial, nanofysik, nanobiologi, nanomedicin och nanoelektronik.

Men det är svårt att skilja dem åt. När man frågar ytterligare en av svensk nanoforsknings fixstjärnor, fysikprofessorn Lars Samuelson, vad som är Nanometerkonsortiets i Lund styrka, börjar han visserligen tala om materialvetenskap men glider snabbt över i fysik, elektronik och fotonik:

– Vår traditionella styrka är främst inom snittet mellan innovativ materialvetenskap – till exempel kvantprickar och nanotrådar – och halvledarfysik, elektronik, fotonik. Sedan har detta styrkeområde länkar in mot biologi och medicin.

Ett exempel på det är Neuronanoscience Research Center vid Lunds universitet. Här försöker man designa nanostrukturer som ska användas inom neurovetenskapen. Till exempel nanotrådar som fungerar som extremt små elektroder som kan växa samman med nervceller och kommunicera med dem.

Att nanoteknik är tvärvetenskaplig är för Maria Strømme lika självklart som att datorer används inom snart all vetenskap.

– Nanoteknik är en stor verktygslåda, det kan inte jämföras med andra ämnen, säger hon.

Själv har hon arbetat mycket med fysik och livsvetenskaperna. En inriktning som tillkom mest av en slump.

När Maria Strømme forskade på fasta tillståndets fysik vid Uppsala universitet kom en farmaceut och behövde hjälp med en analys. Maria insåg att hennes metoder med så kallade nanoprober kunde användas. När hon väl kommit i kontakt med medicinen insåg hon att farmaceuterna har ett enormt behov av utveckla sina analysmetoder.

– Deras verksamhet är fortfarande till stora delar erfarenhetsbaserad. Det är inget fel i det, men trots att de vet att något fungerar vet de sällan riktigt varför.

– Med de metoder jag använder kan man börja förstå varför de fungerar och därmed göra dem effektivare och minska biverkningarna.

Ändå dröjer det innan vi får se effekterna av den forskning som Maria Strømme, Lars Samuelson, Bengt Kasemo och deras kolleger bedriver. I dag finns nanoteknik främst som säljargument i dyra konsumentprodukter som kosmetika och sportutrustning. Är det bara en bubbla?

– Nanoteknik används redan i medicinen, säger Maria Strømme. Men inte i någon större skala.

Man har bland annat börjat använda målsökande nanopartiklar för att bota cancer i kliniska försök.

Själv är Maria Strømme i högsta grad inblandad i en ny fabrik som nu byggs i New Jersey i USA. Här ska man tillverka läkemedelsbärare vars nanostruktur är ändrad så att de skyddar fuktkänsliga läkemedel från att brytas ner innan de har hunnit tas upp i kroppen. En metod som är ett direkt resultat av Maria Strømmes forskning.