Årsrapport 2012 Katalyse og organisk syntetisk kjemi II/KOSK II (2007-2012) Året 2012 Året 2012 var programmets siste. Alle programmets midler er disponert, og det ble i 2012 ikke satt i gang nye prosjekter. Totalt er 44 prosjekter finansiert av programmet gjennom programperioden. Det har ikke vært praksis å avholde eget årsmøte i programmet, i stedet har forskerne vært oppfordret det til deltagelse i Organisk kjemisk vintermøte eller Norsk/Nordisk katalysesymposium. Mange av prosjektene ble i 2012 presentert på disse to møtene. Programstyret har planlagt et avslutningsseminar, som avholdes primo 2013, og det utarbeides en populærvitenskapelig sluttrapport. Programmets overordnede mål/formål Programmet er en videreføring av Katalyse og organisk syntetisk kjemi (KOSK) som ble avsluttet i 2006. KOSK ble i sin tid startet som en direkte oppfølging av kjemievaluering og fagplan i kjemi fra 1996/1997. Hovedmål Programmets hovedmål er å bidra til miljøvennlig og bærekraftig utnyttelse av norske naturgassressurser og til økt verdiskapning innen norsk kjemisk industri på lang sikt. Programmet skal videre bidra til å redusere bruk og produksjon av miljøskadelige og giftige forbindelser og bidra til å posisjonere norske miljøer innen forskningsområder med meget høy internasjonal aktivitet. Delmål For å nå det overordnede målet har programmet flere strategiske mål: Økt verdiskapning av norske petroleumsressurser med spesiell vekt på utnyttelse av naturgassen. Det skal videreutvikles faggrupper på topp internasjonalt nivå som gjennom grunnleggende forskning og utdanning skal bringe fram ny kunnskap og danne basis for utvikling av teknologi, metoder, produkter og prosesser. Etablere og videreutvikle slagkraftige, internasjonalt konkurransedyktige forskningsgrupper innen organisk syntese ved universitetene og ved instituttene. Opprettholde utdanningen av det høye antall kandidater innen katalyse og organisk syntese i Norge, for å tilfredsstille industriens og forskningsinstituttenes behov for kvalifisert arbeidskraft, og legge grunnlaget for framtidig ekspansjon og nyetablering innen kjemisk industri. Stimulere til økt samarbeid mellom forskningsgrupper i Norge og med fremragende internasjonale forskningsmiljøer innenfor katalyse og organisk syntese. Økonomi og prosjektomfang Disponibelt budsjett i 2012: 19.07 mill. kr Forbruk i 2012: 10.98 mill. kr Programmets finansieringskilder i 2012: KD og OED
Antall og type prosjekter i 2012: 19 prosjekter, av disse var 18 forskerprosjekter og støtte til et nasjonalt møte. Prosjektene hadde 13.14 mill. kr disponibelt i 2012. Vurdering av måloppnåelse og faglige utfordringer Året 2012 var programmets siste år. Det har vært lyst ut midler hvert år i programperioden, frem til utlysningen i 2010, som var programmets siste. Prosjektene som ble startet etter den siste utlysningen startet i løpet av 2011, ett var betydelig forsinket og kom ikke i gang før i begynnelsen av 2012. Mange av prosjektene varer utover programperioden, med avslutning så sent som i 2015 for enkelte. Faglig kvalitet har vært det viktigste kriteriet ved tildeling av midler i programmet. Programstyret har vært bevisst på at yngre vitenskapelige ansatte skal få en mulighet for å komme i gang med sin forskning. Moderat kjønnskvotering har vært praktisert ved søknad om personlig postdoktorstipend, og ved ellers like vilkår er kvinnelige søkere prioritert. Det ble på et tidlig tidspunkt bestemt at programmets midler skal deles likt mellom de to fagområdene organisk syntetisk kjemi og katalyse. Sammen med forløperen, KOSK, har programmet bidratt til oppbygging av en betydelig forskningsaktivitet innen organisk syntetisk kjemi ved universitetene. Det er de siste årene ansatt flere unge førsteamanuenser innen organisk syntese, og programmet har kunnet bidra til at flere av disse har kommet i gang med forskning ved at de har fått bevilgninger til doktorgradsstipendiater og post docs. Innen katalyse har programmet bidratt til å opprettholde en portefølje av grunnleggende, forskerdrevne prosjekter, ved siden av den relativt omfattende anvendte forskningen. Programmet bidrar derved til den langsiktige forskningsinnsatsen på området, og representerer en mulighet for å forfølge nye problemstillinger som ikke er aktuelle for industrien enda. Dette bidrar til å opprettholde fagmiljøenes attraktivitet for kjemisk industri på lengre sikt. Det har vært sterkt oppfordret til samarbeid både internt på institusjonene og eksternt med forskningsgrupper i Norge og utlandet, og til prosjekter som representerer et nettverk mellom miljøene. Til tross for oppfordringen har det i liten grad kommet søknader som har representert denne typen samarbeid, noe som særlig gjelder innen organisk syntese. Programmet har innslag av forskning på grenseflaten organisk syntese/katalyse, og denne aktiviteten har vært økende. Det er lagt stor vekt på finansiering av doktorgradsstipendiater og post docs. Programmet oppfordrer til utenlandsopphold for stipendiatene, og midler til dette kan søkes løpende. En stor andel av stipendiatene har et utenlandsopphold i løpet av stipendperioden. Det er også et stort innslag av utenlandske stipendiater, både blant doktorgradsstipendiater og post docs. De fleste stipendiatene går direkte til stillinger i næringsliv eller akademia. Nøkkeltall, 2012 Antall prosjekter: 19 prosjekter, av disse var ett nytt i 2012 (arrangementsstøtte). Dr.gradsstipendiater: 7.3 årsverk, herav 1.5 årsverk kvinner Postdoktorstipendiater: 4.8 årsverk, herav 1.0 årsverk kvinner Prosjektledere: 19 prosjektledere, herav 4 kvinner Måltall kvinner 2012-2014 Kvinneandelen blant prosjektlederne er som forventet i forhold til andelen kvinner blant de vitenskapelig ansatte på de aktuelle fagområdene. 2
Andel kvinnelige doktorgradsstudenter har gått noe ned i forhold til 2011. Totalt sett har imidlertid 10 av 22 doktorgradsstipendiater finansiert av programmet vært kvinner. For postdoktorstipendiater er kvinneandelen dessverre betydelig lavere, her er andelen 25 % hele programperioden sett under ett. Resultatindikatorer, 2012 Resultatindikatorer Antall Publisert artikkel i periodika og serier 16 Publisert artikkel i antologi 4 Publiserte monografier 5 Rapporter, notater, artikler, foredrag på møter/konferanser rettet mot prosjektets målgrupper 40 Populærvitenskapelige publikasjoner (artikler/bøker, debattbøker/-artikler, høringer, utstillinger, skjønnlitteratur etc) Oppslag i massemedia (aviser, radio, TV ) Ferdigstilte nye/forbedrete metoder/modeller/prototyper Ferdigstilte nye/forbedrete produkter Ferdigstilte nye/forbedrete prosesser Ferdigstilte nye/forbedrete tjenester Søkte patenter Inngåtte lisensieringskontrakter Nye foretak som følge av prosjektet Nye forretningsområder i eksisterende bedrifter som følge av prosjektet Bedrifter i prosjektet som har innført nye/forbedrete metoder/teknologi Bedrifter utenfor prosjektet som har innført nye/forbedrete metoder/modeller/teknologi Bedrifter i prosjektet som har innført nye/forbedrete arbeidsprosesser/forretningsområder Publisering var omtrent som i 2011. Det er imidlertid fortsatt mange løpende prosjekter, og det forventes at de fleste publikasjoner kommer sent i programperioden. 10 av doktorgradsstipendiatene har nå disputert, 3 av disse i 2012, og 2 helt i begynnelsen av 2013. Mange flere disputaser er planlagt i 2013. Viktigste aktiviteter i 2012 Programmet holder ikke et eget årsmøte, men oppfordrer til at prosjektene presenteres på de to årlige møtene på fagområdene: Organisk kjemisk vintermøte og Norsk katalysesymposium eller Nordic Symposium on Catalysis. De to siste alternerer de årene det avholdes et nordisk møte, holdes det ikke et norsk i tillegg. I 2012 ble det nordiske katalysemøtet avholdt på Åland. Både dette og organisk kjemisk vintermøte hadde god oppslutning med mange presentasjoner. Forskningsfaglige: Programmets midler er nå disponert, men mange prosjekter løper utover programperioden. Kommunikasjons- og formidlingstiltak: Mange av prosjektene ble presentert ved Organisk kjemisk vintermøte eller Nordic Symposium on Catalysis. 3
Programmets sluttseminar avholdes i februar 2013 med en faglig del der mange av prosjektene i programmet presenteres. På dag 2 inviteres det til debatt om kjemiforskningen fremover under tittelen «Trenger Norge egne kjemikere?». En populærvitenskapelig sluttrapport vil foreligge til seminaret. Artiklene publiseres fortløpende på forskning.no og programmets hjemmeside. Enkelte artikler har også vært publisert på Teknisk Ukeblads nettsider. Tiltak som bidrar til økt rekruttering av kvinner (der dette er relevant): I programmets utlysninger har kvinner vært spesielt oppfordret til å søke. Det har også stått at kvinnelige søkere til personlig postdoktorstipend ville bli foretrukket ved ellers like forhold. Driftsrelaterte aktiviteter: Det har vært avholdt tre programstyremøter i 2012. Perioden for programstyret er forlenget fram til 1.7.13, med tanke på avslutningen av programmet. Prosjektene løper enda en stund, og det skal skrives sluttrapport. Statistikk om inhabilitet i søknadsbehandlingen Det var ingen søknadsbehandling i 2012 Høydepunkter, resultater og funn 2012 var siste år i programperioden, og alle programmets midler er disponert. Mange prosjekter løper utover programperioden, så aktiviteten vil fortsette enda et par år. Det er stort fokus på stipendiater i programmet, og det er i overensstemmelse med programmets mål satt i gang 21 doktorgradsstipendiater og 24 postdoktorstipendiater. På katalysesiden bidrar grunnleggende prosjekter til å opprettholde fagmiljøenes sterke posisjon, slik at de også på lang sikt skal kunne bidra til bærekraftig utnyttelse av norske naturgassressurser. Kompetansen som utvikles er også svært aktuell innenfor annen energiforskning, for eksempel kan nevnes biogass. Innen organisk syntese opprettholdes det gjennom programmet en forskningsaktivitet ved alle universitetene. Det utdannes kandidater til nytte for norsk akademia og industri, og unge akademisk ansatte har fått en mulighet til å komme i gang med sin forskning. Kompetanse innen organisk syntes er av stor betydning for en rekke forskningsfelt, f.eks. utvikling av nye medisiner og innenfor næringsmiddelforskning. For å kunne utnytte potensialet innenfor den nasjonale satsingen på marin bioprospektering vil aktive forskningsgrupper innen organisk syntese være en nødvendig forutsetning. Programmet har også innslag av forskning på grenseflaten organisk syntese/katalyse, og denne aktiviteten er økende. Det er laget en populærvitenskapelig sluttrapport for programmet. Hele rapporten kan finnes på programmets nettsider: Sluttrapport Nedenfor følger korte tekster tatt fra artiklene i rapporten. Alle artiklene er også presentert på forskning.no, noen i tillegg på Teknisk Ukeblads nettsider. Suksess med tungregning før labforsøk Avanserte beregninger har vært avgjørende for at forskere ved Kjemisk institutt, Universitetet i Bergen, har klart å utvikle en ny klasse katalysatorer som gjør det mulig å lage nye typer plast, legemidler og naturprodukter. I tillegg kan produksjonen av eksisterende produkter bli mer miljøvennlig og mer lønnsom. Forskerne har fått midler fra forskningsrådet til å videreutvikle katalysatorene, og forhåpentligvis også kommersialisere dem. 4
Kjemikere tar rotta på tuberkulosebakterier Nye stoffer som er utviklet av forskere ved Institutt for kjemi, Universitetet i Tromsø, tar knekken på tuberkulosebakterier. Forskerne håper kommersielle aktører vil utvikle ny medisin fra stoffene. Forskerne har laget en helt ny stoffklasse som kalles borpeptider, og som har nye, unike egenskaper. Det har også vist seg at disse stoffene virker på antibiotikaresistente tuberkulosebakterier. Norinnova Technology Transfer i Tromsø jobber nå videre med saken. Grønnere gasskjemi Tre tiår med statlig finansiert forskning for å få bedre og mer miljøvennlig utnyttelse av naturgass, bærer nå frukter. De siste årene har forskerne blitt godt hjulpet av nye analysemetoder som gjør at de kan «se» hva som skjer underveis i kjemiske reaksjoner. Naturgass kan blant annet brukes til å lage en mengde ulike plastprodukter og drivstoff. På verdensbasis brennes fortsatt store deler av gassen fra oljereservoar av på stedet og bidrar til store miljøutslipp i stedet for økonomisk vekst. Norge er i dag en ledende forskningsnasjon på dette feltet, og bidrar til at industriprosesser verden over er blitt mer energieffektive og mer miljøvennlige. Forskere ved Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo, jobber bl.a. med å «skreddersy» katalysatorer for ulike typer produkter. Ved hjelp av forskjellige høyteknologiske metoder kan de nå studere katalysatorene mens prosessen skjer, og derved få helt ny innsikt i hvordan de virker. Finner de gode reaksjonene raskere Godt metodisk arbeid er viktig for at legemiddelindustrien skal vite at de kjemiske reaksjonene de bruker er pålitelige og gode. Her slurves det mye, mener Rolf Carlson ved Institutt for kjemi, Universitetet i Tromsø. I hans forskningsgruppe utvikles metoder for å finne gode reaksjonsbetingelser på en systematisk og effektiv måte. Gjennom mange års arbeid med statistisk forsøksplanlegging har de kommet fram til metoder for å finne gode, om ikke optimale, forsøksbetingelser enda raskere. Dette er av stor nytte for prosessindustrien, hvor det oftest ikke er tid til å gjøre forsøk med alle mulige kombinasjoner av parametere for å finne de optimale reaksjonsbetingelsene, og metodene er tatt i bruk av flere bedrifter. Utnytter naturressurser bedre Naturgass, kull og biomasse kan bli til både diesel og hydrogengass. Forskere ved Institutt for kjemisk prosessteknologi ved NTNU jobber med å utvikle katalysatorer som gjør den industrielle produksjonen av disse drivstoffene mer effektiv. Hovedaktiviteten konsentrerer seg omkring Fischer-Tropsch syntesen, der diesel lages fra syntesegass som består av karbonmonoksid og hydrogen. Syntesegass kan lages fra naturgass, kull eller biomasse. NTNUforskerne bruker biomasse i økende grad, og de bruker da avfall fra skogsindustrien. Produktet de får fra Fischer-Tropsch syntesen avhenger av katalysatoren som brukes, og forskerne studerer katalysatoren og dens innvirkning på prosessen for å finne den optimale sammensetningen av katalysatoren. Syntesegass kan også brukes til å fremstille ren hydrogengass som kan brukes som drivstoff i brenselsceller, og forskerne jobber også med slike prosesser. Forskningsgruppen jobber tett med olje- og gassindustrien, spesielt med Statoil. Ny gullalder i kjemien Ved å bruke gull som katalysator får kjemikere dannet helt nye forbindelser. Slik står de bedre rustet når det er behov for å lage nye kjemikalier som for eksempel skal brukes som legemidler. Forskerne ved Institutt for kjemi ved NTNU ble oppmerksomme på gullkatalyse for ca. 5 år siden. Med bakgrunn i forskning blant annet med mer tradisjonelle metallkatalysatorer, så de raskt potensialet for å ta i bruk gull som katalysator. Forskningen er ren grunnforskning, hvor det utvikles ny kunnskap for å stå bedre rustet til å løse nye utfordringer innen organisk syntese. En mulig vei videre er samarbeid med forskere som driver med bioprospektering. 5
Disse forskerne leter etter biologisk aktive stoffer i planter og dyr, og undersøker om stoffene kan egne seg som legemidler. Stoffene må ofte lages syntetisk, for å få tilstrekkelig mengde. Møysommelig medisinjakt Ved Universitetet i Oslo jobber flere forskere med å lage nye stoffer som de håper vil egne seg som medisiner mot ulike sykdommer som kreft, astma, tuberkulose, Alzheimers sykdom og Parkinsons sykdom. De må teste mange stoffer før de finner noe som kan brukes. Å lage en ny medisin tar vanligvis ti til tjue år. Et viktig trinn på veien er å finne ut hvordan man skal framstille virkestoffene i laboratoriet. Ved Kjemisk institutt jobber de blant annet med å lage stoffer som inneholder ringstrukturer som kalles puriner, som de håper skal kunne brukes som legemidler mot tuberkulose. I et annet prosjekt jobber de med stoffer som motvirker effekten av adenosin. Parkinsons sykdom, astma og kreft er eksempler på sykdommer der adenosin spiller en rolle. De forsøker også å fremstille såkalte asmariner i laboratoriet. Dette er stoffer som produseres i marine organismer, og som kanskje kan egne seg som legemidler mot kreft og som antibiotika. For å få store nok mengder til å gjøre større forsøk må stoffene fremstilles i laboratoriet. Der kan de dessuten lage stoffer som ligner, som kan være lettere å lage, og som kan virke bedre. Ved Kjemisk institutt lager de stoffene og bestemmer strukturen på dem. De sender dem til andre laboratorier for testing av biologisk aktivitet. Også ved Farmasøytisk institutt jobber de med stoffer vi finner i naturen, nærmere bestemt med sunne, flerumetta omega-3-fettsyrer som finnes i blant annet feit fisk. Forskerne jobber med å vise hvorfor det er sunt å spise omega-3-fettsyrer. De bruker også fettsyrene til å lage stoffer som de håper vil egne seg som legemidler. Det norske legemiddelfirmaet Pronova er en viktig samarbeidspartner for denne forskningen. 6