Projekter vi har finansieret

Mikroorganismer spiller en vigtig rolle i kulstofs (C) kredsløb, da de gennem respiration afgiver C til atmosfæren, men også ophober C via vækst. Den vigtigste faktor der bestemmer om mikroorganismer udskiller eller opbygger C er CUE (Carbon-use efficency). Aktiviteten og tilpasningen af mikroorganismer, og derved CUE, påvirkes af temperatur. Grundet klimaændringerne er temperaturen stigende. Kun få studier har undersøgt hvordan temperatur påvirker mikrobiel vækst og næsten ingen har undersøgt temperaturs effekt på respiration og vækst i parallel. Da det er C feedback til atmosfæren fra forskellige kilder (f.eks. køer) der bruges til klimamodellering, er det vigtig også at forstår det feedback der er kontrolleret af mikroorganismer. Derfor er det nødvendigt at undersøge om effekterne af klimaændringerne vil tilføje eller reducere mikrobiel C (C feedback). Hovedformålet med dette projekt er at fastlægge konsekvensen af jordopvarmningen for mikrobiel CUE i forskellige jordsystemer og sæsoner. I praksis gøres dette ved at tage prøver i etablerede klima forsøg: i subarktisk, temperaret og subtropisk økosystemer. I hvert økosystem og i forskellige sæsoner vil vækst og respirations rater blive målt for at estimere mikrobielle CUE’er. Desuden måles temperatur og fugtighed i hvert forsøgsplot på time basis. Denne information vil blive brugt til at estimere in situ mikrobiel CUE. Dette studie kan erhverve ny og betydningsfuld viden om opvarmnings betydning for mikrobielle CUE’er.

Dette projekt belyser energiholdige molekylers omsætning i organometalliske systemer. Organometallisk kemi er kendetegnet ved tilstedeværelsen af kemiske bindinger mellem kulstof og metal-atomer. Således indgår egenskaber, der typisk findes særskilt i den uorganiske kemi (f.eks. let forløbende elektronoverførsler samt brydning/dannelse af bindinger); men dog er træk fra den organiske kemi bevaret (f.eks. opløselighed og svage molekylære vekselvirkninger). Et af projektets mål er at udnytte organometalliske molekylers sammensatte egenskaber til at omdanne ikke-reaktive organiske molekyler som gassen methan. Det organiske molekyle kan så at sige låne metallers reaktivitet og omdannes på ellers usandsynlige måder. Man kan forestille sig, at methan binder til et organometallisk molekyle og her forener sig med andre bundne kemiske grupper. På den måde omdannes methan til nye molekyler, der frisættes fra den organometalliske katalysator. Perspektiverne i sådanne omdannelser ligger i at skabe anvendelser af methan, der ikke beror på at forbrænde denne fossile ressource. Et andet af projektets mål er at udvikle kemien af metallet titan, så det i lighed med et batteri kan opbevare og frigive elektroner. Titan-atomer vil blive indkapslet i store molekyler for at opnå en passende balance mellem at være beskyttet og samtidig kunne udveksle elektroner med deres omgivelser. Perspektiverne i dette system ligger i at anvende et almindeligt forekommende grundstof til energiopbevaring.

Når vi ser op, er himlen måske blå eller grå, og om natten ser vi måske stjernerne. Menneskets øjne kan dog ikke se atmosfærens kemiske reaktioner, selvom de har tydelige konsekvenser (regn, smog mm.). I den laveste del af atmosfæren, troposfæren, er hydroxylradikalet (OH) det vigtigste oxidationsmiddel; det er overordentligt reaktivt og kontrollerer derigennem levetiden af de fleste forbindelser i troposfæren. Målet med dette projekt er at identificere og forstå dannelsen af OH fra reaktioner mellem alkener og ozon (O3) og fra forbrænding af alkaner. Undervejs i reaktioner med ozon dannes mellemprodukter, stabiliserede Criegee-intermediater (CI), som kan observeres med spektroskopiske teknikker. Med infrarød (IR) action spektroskopi, belyses CI’er med IR-lys, hvilket tilfører tilstrækkelig energi til at CI’erne kan fraspalte OH, som detekteres ved UV laser-induceret fluorescens. Ved at måle og beregne hastigheder for dannelsen af OH og ved at identificere de tilbageblivende organiske produkter (med massespektrometri) kan man forstå trinnene i de kemisker processer, der afgiver OH fra stabiliserede CI’er. Ved forbrænding af alkaner dannes hydroperoxyradikalet (QOOH) som mellemprodukt. Der findes ganske få observationer af QOOH’er. Vi vil derfor syntetisere disse mellemprodukter og karakterisere dem med IR action spektroskopi ved at måle frigivelsen af OH. Studierne af CI og QOOH vil give en bedre forståelse af reaktioner med OH, hvilket bl.a. kan anvendes i klimamodeller.

Ladningstransport i ledninger, som vi kender fra hverdagens elektronik, kan beskrives og forudsiges med love fra den klassiske fysik. Imidlertid hvis ledningerne gøres så små, at de kun består af enkelte molekyler, da får kvantemekaniske effekter signifikant indflydelse på deres opførsel, og helt unikke ladningstransport egenskaber kan derved opnås. Kvanteinterferens er en af disse effekter og skyldes interferens imellem de bølgefunktioner, som indeholder alt information omkring de involverede elektroner. Resultatet heraf kan bl.a. være en uventet høj eller ophævet konduktans, hvilket eksempelvis kan udnyttes til at fremstille molekylære transistorer. Dette projekt vil involvere både organisk syntese og eksperimentelle studier af ladningstransport i forskellige porphyrin-baserede molekylære kredsløb. Disse porphyrin-forbindelser vil tage form som nano-meter store separate ringe og ringe forbundet enten parallelt, i serie, eller begge med formålet at efterligne makroskopiske kredsløb. Herved søger projektet at opnå indsigt i hvordan kvantestyret ladningstransport afhænger af både molekylstørrelse og kredsløbsstruktur og om muligt flytte grænsen for hvor store systemer med kvantestyret ladningstransport kan blive. Ultimativt vil disse resultater kunne fremme forskning henimod realiseringen af molekylær elektronik eller kunstig fotosyntese – begge felter med ladningstransport i centrum.

Hver gang der indgås en handel med et børsnoteret aktiv, bliver prisen og tidspunktet for handlen registeret med meget høj præcision, hvilket i dag betyder ned til det eksakte millisekund. Denne form for data kaldes derfor højfrekvent data, og siden midten af 90’erne er det i stigende grad blevet tilgængeligt for forskere. Det har gjort det muligt at nærstudere, hvordan prisudviklingen og dermed risici påvirkes af den konkrete markedsstruktur og typen af aktører, som er aktive i markedet. I de seneste år har der været et øget fokus på særligt en type af aktører, nemlig højfrekvente traders. Den øgede opmærksomhed skyldes især en række ekstreme prisudsving - kaldet flash crashes. Debatten har taget udgangspunkt i deres adfærd omkring disse events, men dette er ikke tilstrækkeligt til at afgøre, hvorvidt de er skyld i dem. Formålet med dette delprojekt er derfor at udvikle en statistisk metode, som kan bruges til at finde perioder, hvor disse aktører opfører sig unormalt, og dermed til at analysere indflydelsen heraf på stabiliteten af markederne. Det andet delprojekt drejer sig om selve markedsstrukturen. Inden for børsens åbningstider svinger prisusikkerhed langt mere, end den gør på tværs af dage, og der er en (tidsvarierende) systematik i disse udsving. Jeg vil udvikle en statistisk metode, som kan belyse, hvad der driver denne variation. Projekterne vil tilsammen bidrage med ny viden omkring konsekvenserne af den måde, man strukturer de finansielle markeder på.

Type 2 Diabetes (T2D), obesity og insulin resistant forårsages af utilstrækkelig forøgelse af insulinsekretionen til at modsvare et øget insulinbehov på grund af fedme og/eller insulinresistens. Vi ved nu, at forhøjet blodsukker (hyperglykæmi) og fedme forårsager en svag grad af inflammation i bugspytkirtels insulinproducerende celler, de så kaldte beta celler. Jeg har vist at denne inflammation aktiverer cellernes stress signaler og dermed bl.a. fører til aktivering af RNA-nedbrydningssystemet. Ved Min Ph.d. har jeg demonstreret at komponenter af dette RNA-nedbrydningssystemet, herunder den såkaldte ’no-go RNA henfald (NGD) og nonsense medierede RNA henfald (NMD)’, aktiverede med inflammation. De underliggende mekanismer forbliver understreget, men jeg har foreløbige data, der tyder på, at inflammation forstyrrer mRNA-omsætning og / eller beskadiger mRNA'er i isceller, hvilket igen fører til aktivering af komponenter af dette RNA-nedbrydningssyste, β-cellefejl og ødelæggelse. Formålet med dette projekt er således at anvende state-of-the-art metoder til at undersøge RNA-nedbrydningssystemet's funktionelle roller i primær p-cellefunktion og levedygtighed i en T2D-musemodel.

En person kører galt. Skyldes det den isglate vej eller den uopmærksomme chauffør - formodentligt begge dele. Ulykker, sygdom og dødsfald skyldes ofte mange samvirkende årsager. Vi vil forsøge at forstå samvirkende sygdomsårsager og dermed skabe et vigtigt grundlag for fremtidig forebyggelse af sygdom. Anvendelse af computerdreven kunstig intelligens (KI) på store datamængder har vist sig at være bedre end mennesker til at forudsige, hvem der er i særlig høj risiko for at udvikle en given sygdom. Men desværre er den nuværende anvendelse af KI ofte at betegne som ”sorte bokse”, der ikke giver os forståelse af, hvordan disse forudsigelser bliver til, og dermed heller ikke mulighed for at intervenere i processen. Dataloger i Berlin har dog udviklet en ny metode til at analysere, hvordan forudsigelserne i KI fremkommer – ikke bare på overordnet niveau, men også for undergrupper af personer med forskellige samvirkende sygdomsårsager. Denne metode har ikke tidligere været anvendt i sundhedssammenhæng. Formålet med projektet er derfor at udvikle og tilpasse denne metode til sundhedsdata i samarbejde med datalogerne i Berlin og førende internationale eksperter i kausale sammenhænge. Når modellen er udviklet, vil vi teste den på årtiers sundhedsdata fra et stort forskningsprojekt i Guinea-Bissau i Vestafrika. Metoden kan hjælpe os med at skabe en øget forståelse af samvirkende årsager, der har ført til en given sygdom, og dermed skabe et grundlag for en målrettet forebyggelse.

To-dimensionelle (2D) materialer er ultra-tynde krystaller der er 1-3 atomer tykke. Det mest velkendte eksempel er grafen, men over 1800 2D materialer findes. Disse materialer har en række forskellige fysiske egenskaber – isolatorer, halvledere, metaller, samt de mere eksotiske topologiske isolatorer og superledere. Opdagelsen af disse materialer kan lede til nye elektriske og fotoniske komponenter som for eksempel ballistiske transistorer og chips til kvantecomputere. En udfordring i udnyttelsen af disse materialer er at skabe defektfri grænseflader mellem 2D materialer og ”normale” 3D materialer, og dermed forbinde 2D materialer med omverdenen. Særligt grænsefladen mellem 2D materialer og metaller er relativt uudforsket, og processer der leder til epitaksial deponering er ikke kendte. Dog er forståelsen af dette system vigtig for katalyse og spintronics, samt for at forstå fysiske fænomener som kontaktmodstand til 2D materialer eller nærhedsinduceret superledning i topologiske isolatorer. I dette projekt vil et unikt transmissionselektronmikroskop bruges til at deponere metaller in situ på 2D materialer, og til at finde hvilke procesparametre, som temperatur og deponeringsrate, der leder til epitaksial deponering. Grænsefladen mellem Nb, en superleder ved lav temperatur, og Bi2Se3, en topologisk isolator, vil blive karakteriseret elektrisk for at evaluere kvaliteten af grænsefladen, da dette kunne være en skalerbar metode til at lave nærhedsinduceret superledning.

Planters cellevægge er armeret med lignin, som er en vandskyende polymer, der udgør 10-30% af plantebiomasse. Omdannelsen af lignin er en kæmpe udfordring i bioraffinering af plantemateriale. I naturen nedbrydes lignin af visse bakteriers og skimmelsvampes enzymer, og især oxidative enzymers rolle har været studeret intenst. For nylig har en anden slags mikrobielle enzymer, β-etheraser, vakt vores interesse. Disse enzymer katalyserer spaltning af de mest hyppigt forekomne bindinger i lignin (β-O-4-bindinger). Særlig bemærkelsesværdig er en type β-etherase fra skimmelsvampe af slægten Chaetomium som spalter β-O-4-bindinger via en simpel hydrolytisk reaktion direkte med vand. Dette forskningsprojekts fundament er, at denne type β-etheraser synes mere lovende til brug ved oparbejdning af lignin end de oxidative enzymer, som katalyserer lignin modifikation via dannelse af frie radikaler. Projektets mål er at identificere flere β-etheraser fra blandt andet Chaetomium svampe og opnå bedre forståelse af disse enzymers virkning, robusthed og kinetik, ved at studere deres reaktion på β-O-4-bindinger i lignin. Jeg vil herunder undersøge enzymernes indvirkning på forskellige typer lignin. Siden lignin er uopløseligt i vand vil projektet benytte et sæt avancerede analysemetoder til at analysere β-etherasers interaktion og effekt på lignin. Projektet er et samarbejde mellem DTU og stjerneforskere fra VTT, Finland, som mestrer de krævende ligninanalyser.

I 2016 erklærede The World Economic Forum, at plastik er "arbejdshesten for vores moderne økonomi". På trods af de mange fordele ved plastik står plastindustrien over for betydelige udfordringer, der underbygges af betydelige miljømæssige påvirkninger i de nuværende værdikæder for plastic. 90% af plastproduktionen er baseret på fossile råstoffer (olie og naturgas), og plastaffald, der ikke håndteres korrekt, akkumuleres i vores omgivelser i alarmerende hastighed. Den stigende plastproduktion er stærkt korreleret med den økonomiske vækst og udvikling, hvilket fører til, at det skønnes, at produktionen vil være 3-4 gange højere i 2050 end i dag. Mange løsninger er blevet fremført under paraplyen Cirkulær Økonomi gennem politiske tiltag samt initiativer fra organisationer og industri (f.eks. forøget genbrug, forbud mod engangsprodukter, eller overgang til fornyelige råmaterialer). Beklageligvis mangler værktøjer, der kan give en dybere forståelse for hvorvidt de nuværende politiske tiltag og initiativer har kapacitet til at løse de udfordringer, plastsektoren står over for. Formålet med dette projekt er at anvende etablerede analysemetoder og at fremskynde den nyeste udvikling inden for holistisk miljøvurdering og modellering af fremtidsscenarier for at måle effekten af de foreslåede løsninger. Resultaterne forventes at kunne hjælpe med at prioritere løsninger, set i relation til potentialet for at kunne forbedre plastsektorens fremtidige ressourceforbrug og miljømæssige aftryk.