02. juli 2015

Ny undervisningsform gav forskningsgennembrud

Kemiuddannelse

For fem år siden begav Københavns Universitets nanoscience-uddannelse sig ud på et vildt uddannelseseksperiment. De studerende havde været lidt utilfredse. De kom for at blive nano-forskere, men uddannelsens første tilbud var kurser i matematik. For at imødekomme de studerende, blev nano-uddannelsens første kursus forvandlet til et forskningsprogram, hvor studerende selv designede, udførte og analyserede eksperimenter. Resultatet viser sig i år. Nu kan en hel årgang studerende kalde sig medforfattere på en naturvidenskabelig artikel i et anerkendt tidsskrift.

"Videnskaben i artiklen er langt fra ligegyldig", fortæller Thomas Just Sørensen, der er lektor på Nano-Science Centeret ved Kemisk Institut og har stået for omlægningen af førsteårskurset.

"Vi har forvandlet vores førsteårs nano-studerende fra nogen, der udelukkende læser i lærebøger til nogen, som også skriver kapitler til dem!

Thomas Just Sørensen

Lektor

Kemisk Institut

Københavns Universitet

"Den vigtigste nyhed her er, at vi har forvandlet vores førsteårs nano-studerende fra nogen, der udelukkende læser i lærebøger til nogen, som også skriver kapitler til dem. Men der er faktisk også tale om et forskningsmæssigt gennembrud inden for nanoteknologi", fastslår Lektor Sørensen, der fortsætter: "Alle, der læser et naturvidenskabeligt fag på et universitet, kommer før eller siden til at forske. Men jeg har ledt i litteraturen, og det ser ud, som om det er første gang i verden, at en årgang førsteårsstuderende kan offentliggøre et forskningsresultat i et videnskabeligt tidsskrift".

Første til at kontrollere selvsamlende molekyler

Som de første har de studerende udviklet en simpel proces til at kontrollere såkaldt selvsamlende molekylær elektronik. Det er et gennembrud, der især kan komme til at gøre en forskel for udvikling af billige og robuste solenergianlæg og inden for skærmteknologi, men i det hele taget kan få betydning for mere miljøvenlige elektroniske apparater.

Som at hælde en perfekt lagkage ud af en kørende blender

Elektroniske komponenter, der kan røres sammen i et reagensglas, og så selv samler sig, har i årevis været en drøm for forskere inden for nanoscience. Og der er mange, der har haft succes med den selvsamlende del. Men indtil nu har de selvsamlende komponenter ligget hulter til bulter i en grad, så man ikke har kunnet bruge det til noget. Man kan sammenligne det med bøger, der ligger og roder, og så bøger, der står pænt i rækker på hylder, forklarer Sørensen.

"Vores metode til selvsamling svarer lidt til at hælde lagkagebunde, syltetøj og flødeskum i en blender, og så hælde en perfekt formet lagkage ud af blenderen, når man er færdig med at mikse", siger Thomas Just Sørensen, og fortsætter: "Vi ved hvor alle komponenterne er, og hvilken vej de vender. Det er ret vigtigt, når man laver elektronik".

NanoScience velegnet til uddannelsesbaseret forskning

Nanoscience er et naturvidenskabeligt fag, hvor man undersøger biologiske fænomener og nyudviklede kemiske produkter med en lang række avancerede højteknologiske metoder og maskiner. Som på alle KU’s naturvidenskabelige uddannelser har også de nanostuderende adgang til alle de samme apparater som de etablerede forskere. Det har i høj grad været medvirkende til de gode resultater.

"Indenfor Nanoscience kan man kan opdage nye fænomener næsten uanset, hvilken retning man kigger 

Thomas Just Sørensen

Lektor

Kemisk Institut

Københavns Universitet

"Nanoscience er særligt velegnet til denne her nye form for undervisningsbaseret forskning. Feltet er relativt ungt, og man kan opdage nye fænomener næsten uanset, hvilken retning man kigger i. Det er stort set et spørgsmål om at sende de studerende afsted i den rigtige retning", slår Sørensen fast.

Videnskabelige resultater fra hvert års undervisning

Det undervisningsbaserede forskningsprogram på Københavns Nano-Science Center har kørt siden 2010 og har hvert år har frembragt nye videnskabelige resultater. I 2010 blev forskningsprojektet startet op, årgang 2011 lavede kemisk rene materialer, og i 2012 blev konklusionen, at der skulle et nyt design til. Med det nye design lykkedes det i 2013 at få molekylerne til at selvsamle. Endelig kom der en lagkage ud af blenderen og dermed et resultat, der kunne offentliggøres.

"Det har krævet en ordentlig bunke forsøg, at nå frem til det her resultat, men styrken ved at køre forsøgene i undervisningsregi er netop også, at der er mange studerende til at udføre forsøgene sideløbende", siger Thomas Just Sørensen, og fortsætter: "Det har også den lidt specielle konsekvens, at alle de nuværende årgange af nanoscience-studerende på KU har været med til at frembringe resultatet, så alle vore studerende har ejerskab til denne her artikel".

Forventer publikationer fra alle kommende skoleår

Det næste skridt bliver at opnå det samme selvsamlende trick med molekyler, der rent faktisk har en elektronisk funktion. Just Sørensen har store forventninger til, at det nok skal lykkes. Så store, at han er overbevist om, at de næste mange årgange af studerende på nanoscience-uddannelsen bliver medforfattere på videnskabelige artikler.