1

Uorganisk kjemi og materialvitenskap . 1

Helmer Fjellvåg . 3

. 4

Pavel Karen . 4

Poul Norby . 5

Svein Stølen . 5

Faststoff-elektrokjemi . 6

Truls Norby . 6

Katalyse og overflatekjemi 7

Karl Petter Lillerud og Unni Olsbye . 7

Organisk kjemi 9

Tore Benneche . 9

Lise-Lotte Gundersen . 10

Tore Hansen . 11

Frode Rise . 12

Jan Skramstad . 12

Mats Tilset 13

Gassfase ionekjemi 14

Einar Uggerud . 14

Énkrystall-røntgendiffraksjon . 17

Carl Henrik Gørbitz . 17

GassElektronDiffraksjon (GED) 18

. 18

. 19

Svein Samdal 19

. 20

Polymer- , kolloid- og overflatekjemi 20

Finn Knut Hansen . 20

Bo Nystrøm og Jaan Roots . 21

Harald Walderhaug . 22

Spektroskopi 22

Harald Møllendal 22

Eddy Walter Hansen . 23

Claus Nielsen . 23

Teoretisk kjemi 24

Knut Fægri og Trygve Helgaker 24

Analytisk kjemi 27

Tyge Greibrokk og Elsa Lundanes . 27

Walter Lund og Grethe Wibetoe . 28

Georg Becher 28

Kjernekjemi 29

Per Hoff 29

Jon Petter Omtvedt 30

Tor Bjørnstad . 30

Miljøkjemi 32

Hans Martin Seip og Rolf David Vogt 32

Tore Sanner 32

Skolerettet kjemi 33

Truls Grønneberg . 33

 

Uorganisk kjemi og materialvitenskap     

Vi arbeider med syntese, struktur, stabilitet og egenskaper.

Syntese. En rekke nye uorganiske forbindelser er første gang fremstilt, karakterisert og strukturbestemt ved seksjonen. Syntesekompetansn har ført til bredt internasjonalt samarbeid.

• Funksjonelle oksider, primært beslektet til perovskitt, fremstilling av modifiserte faser gjennom heterovalent substitusjon eller ved reduksjon, bruk av kontrollert oksygenpartialtrykk eller metall-getter. Fokus på væskebaserte precursor-metoder. Rettet mot systemer med interessante fysikalske egenskaper.
• Intermetallisk forbindelser o.lign., bruk av lukket kvartsampulle­teknikk. Lavsmeltelige trekomponent systemer, M-Ga-As systemer, metallisk magnetiske systemer, kalorimetriske materialer, legeringer til hydrogenlagring.
• Konsentrerte syrer som syntesemedium; nye sulfater, oksidsulfater, metastabile oksider. Mål å utvikle metoder for syntese av nye (mikroporøse) materialer.
• Krystallvekst, fluksmetoder, kjemisk gassfase transport, Bridgman trekking;
• Fremstilling av tynne filmer ved Atomic Layer Epitaxi (ALCVD); sol-gel baserte metoder for tykkere filmer. Utgjør del av satsning innen mikroteknologi.
• Mikroporøse materialer, koordinasjonspolymere ved hydrotermal syntese, sjiktmaterialer ved utfellingsreaksjoner

Struktur har hovedvekt på strukturbestemmelse av nye forbindelser, kartlegging av små deformasjoner og faseomvandlinger introdusert ved sammensetningsvariasjon eller ved endring av trykk, temperatur eller magnetfelt, ordning av defekter i ikke-støkiometriske faser og beskrivelse av lokal orden i uordnede faser, glass, amorfe faser, tynne filmer. Gruppen har en moderne hjemmelab for røntgendiffraksjon og er sentral aktør for bruk av synkrotronstråling (=SR) ved ESRF inkl. den sveitsisk norske strålelinjen (samt Daresbury, Brookhaven og SLS). Bredt samarbeid eksisterer med næringsliv om bruk av SR for industrielle problemstillinger. Det er lang tradisjon for komplementær bruk av nøytrondiffraksjon; og samarbeid med Fysisk institutt om bruk av elektronmikroskopi, TEM. Et mangfold av type materialer studeres:

-         funksjonelle oksider; ione ledere, blandede ledere, superledere, magnetiske oksider, CMR systemer, piezo- og ferroelektriske oksider

-         mikroporøse materialer; nye og modifiserte zeolitter og aluminofosfater, koordinasjonspolymere, sjikt-forbindelser (samarbeid SINTEF)

-         magnetiske materialer; oksider og intermetalliske systemer

-         energilagringsmaterialer; salthydrater og metallhydrider (samarbeid IFE)

-         lav-dimensjonale materialer (kjede-, sjikt-strukturer)

-         geologiske materialer (under høye trykk, P < 50 GPa)

-         katalysatorer (inkl. in-situ studier under operative betingelser)

Sentrale stikkord er lokal struktur studert med XAS, MAS-NMR og Mössbauer spektroskopi, kombinert strukturbeskrivelse av lokal og gjennomsnittlig struktur ved simultan forfining av EXAFS og pulverdiffraksjonsdata, ordens parametere for faseomvandlinger, termisk utvidelse, kompressibilitet, tidsoppløste studier av kjemiske reaksjoner og omvandlinger.

Stabilitet har tyngdepunkt i adiabatisk kalorimetri, termodynamikk og eksperimentell bestemmelse av fasediagrammer. Man besitter et unikt høy-temperaturkalorimeter, har internasjonalt samarbeid om entalpi-kalibrering av kommersielle standarder, bestemmer termodynamiske funksjoner mellom 5 og 1000 K, studerer langsomme eksoterme reaksjoner som krystallisering av glass og amorfe materialer samt dekomponering av metastabile sulfider, oksider. Det arbeides med stabilitetsbetraktninger for perovskitt type oksider, Fe-O faser i relasjon til jordas indre, grenseflatereaksjoner for oksider, termisk utvikling av metastabile faser, tilstandsligning analyser, modellering. Videre foretas eksperimentell bestemmelse av fasediagram/faseforhold (oksider, sulfater, intermetalliske faser, (oksid)karbonater, mm), inkl. kombinerte magnetiske og strukturelle fasediagram. Teoretiske DFT beregninger av elektronstruktur foretas for intermetalliske faser og funksjonelle oksider, inkl. beregning av derav følgende fysikalske egenskaper.

Egenskaper har hovedvekt på elektroniske og magnetiske egenskaper, fra superledere til isolatorer:

-         bestemmelse av magnetisk orden (ferro-, antiferro-, ferri-, modulert-ordning)

-         sammenheng magnetiske egenskaper og struktur; effekt av ytre trykk vs. kjemisk trykk (positivt eller negativt); effekt av valensendringer ved heterovalent substitusjon og/eller reduksjon/oksidasjon for oksider

-         multikritiske forhold; P,T,H, sammensetningsfasediagrammer

-         høy-lav spinn (temperatur, trykk, kjemisk trykk indusert omvandling)

-         superparamagnetiske materialer (nanopartikler, metall på bærer)

-         en-dimensjonale faser; oksider med spin- og/eller ladningsordning

-         oksider med kollosal magnetoresistans

-         Jahn Teller deformerte oksider (V, Mn, Co, Ni, Cu kationer)

-         karakterisering av piezo/ferroelektriske oksider

-         ione-ledende oksider (materialer)

Utstyr Utover generelt syntese og karakteriseringsutstyr, disponeres AL-CVD reaktorer til tynnfilm deponering, et vel utstyrt moderne røntgenlaboratorium (4 diffraktometere, 2D-detektor system, kryostat, ovner, enkrystallkameraer), hanskeboks for behandling av luftømfindtlige prøver, MPMS - et SQUID basert magnetisk måleutstyr (1.6 - 600 K), adiabatisk kalorimeter, termoanalytisk laboratorium (DSC, TGA, DTA), arbeidsstasjoner til tunge beregninger, tilgang til nasjonale tungregne-ressurser, tilgang til internasjonale anlegg for røntgen og nøytrondiffraksjon.

Nasjonalt og internasjonalt samarbeid gjelder særlig Petrokjemi og katalyse (KI) innen mikroporøse materialer, Elektrokjemi og materialvitenskap (KI og SMV) og Keramgruppen (SINTEF) mhp ione- og blandede oksygenledere, Fysikkavdelingen (IFE, Kjeller) mhp nøytrondiffraksjon og metallhydrider til energilagring, strukturfysikk (Fysisk institutt og SMV) innen elektronmikroskopi, Avdeling for olje og gass (SINTEF) mhp mikroporøse materialer og katalysator karakterisering, og NMC-MRL mikroteknologi-laboratoriet mhp materialer til mikroelektronikk/-systemer. Ofte innebærer dette industri samarbeid. Nasjonalt has vel etablert samarbeid med NTNU. Tradisjonelt benyttes store internasjonale installasjoner innen synkrotronstråling (ESRF - inkl. SNBL, Daresbury, Brookhaven, Hasylab, SLS) og nøytronstråling (ILL, Studsvik, Brookhaven). Det eksisterer et bredt kontaktnett til europeiske universiteter og forskningsinstitutter. I stikkordsform nevnes: Stockholm, Århus, Helsinki, Göttingen, Marburg, Stuttgart, Krakow, Bristol og Grenoble.

Professor em Arne Kjekshus (1932-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Helmer Fjellvåg

Hans forskningsaktiviteter sikter mot øket kunnskap om skredder­sydde funksjonelle materialer med utgangspunkt i deres krystall struktur og relasjon mellom struktur og egenskaper (ytelse). Aktivitetene spenner fra syntese og strukturbestemmelse til egenskapsstudier og teori. Nasjonalt og internasjonalt samarbeid står sentralt. Deltagelse i mikroteknologisatsingen med aktiviteter i nybygg NMC-MRL og ledelse av FUNMAT-satsingen inngår som viktige brikker i forskningsstrategien.

Ulike metoder benyttes for syntese av uorganiske forbindelser i form av pulver, tynne filmer eller enkrystaller. I fokus står forbindelser med interessante fysikalske egenskaper.

Hydrotermale metoder benyttes til syntese av mikroporøse oksider som er av interesse for katalyse og separasjon. Her vil kjemisk sammensetning sammen med ny topologi for sammenknytningen av byggesteinene (tetraedre, oktaedre, mm) åpne muligheter for nye egenskaper og anvendelser. Tilsvarende syntetiseres koordinasjons­polymere. Disse representerer en spennende kombinasjon der uorganiske byggestener (for eksempel flerkjernede metalloksid­sentere) knyttes sammen gjennom organiske molekyler (stive, fleksible, aromatiske, funksjonaliserte, osv). Igjen fås åpen porøsitet, med ditto muligheter for selektiv absorpsjon og anvendelser innen katalyse.

I fokus blant oksider er forbindelser som viser evne til ionetransport (evt kombinert med elektrontransport), ferro-/piezoelektriske egenskaper, superledning eller spesielle magnetiske forhold (som kolossal magnetoresistans). Disse egenskaper har opphav i krystall-/elektronstruktur. I tillegg til å fremstille forbindelser i egnet form, er det påkrevd å forstå hvorledes stabilitet, kjemiske og fysiske egenskaper har opphav i atom-arrangementene. I et moderne hjemmelaboratorium foretas røntgendiffraksjonsstudier for karakterisering (renhet, homogenitet, fase-innhold), struktur­bestemmelse (10-2000 K) og in-situ studier i ulike atmosfærer. Avanserte studier som krever høy oppløsning, høy intensitet, for eksempel pga. høye trykk eller minimalt prøvevolum, foretas med synkrotronstråling ved ESRF, Grenoble. Komplementære studier gjøres med nøytroner, enten ved forsøksreaktoren på IFE, Kjeller eller ved europeiske installasjoner. I tillegg til forståelse av gjennomsnitts­struktur, benyttes lokale prober, som EXAFS, NMR og Mössbauer spektroskopi for å beskrive næromgivelser rundt utvalgte elementer. Den lokale beskrivelse forsøkes deretter integrert i et helhetlig gjennomsnittsbilde.

Ved hjelp av ALCVD (Atomic Layer Chemical Vapour Depostion) og sol-gel metoder (spin-coating) fremstilles tynne filmer med tykkelse fra noen nm til noen mm. Spesielt viktig er her utvikling av molekylære forløpere. Viktige utviklingstrekk er epitaksielle filmer av oksider med spesielle fysikalske egenskaper (kan benyttes til sensorer og aktuatorer), multilagsfilmer, flerkomponent-oksidfilmer og oksid-organiske hybridfilmer.

På basis av kjennskap til atomarrangement og magnetisk grunntilstand (ordning) foretas første prinsipper DFT beregninger av elektron­struktur, herunder også minimalisering av strukturarrangementer som funksjon av trykk (kompressibilitet, faseomvandlinger), og beregning av optiske og elastiske egenskaper. Slike beregninger inngår også som verktøy i aktiviteter innen hydrogenlagringsmaterialer, der teoretiske simuleringer av hypotetiske forbindelser avhjelper valg med hensyn på nye materialer med absorpsjonsegenskaper.

Pavel Karen

arbeider for eksperimentelt å forstå sammenheng mellom sammensetning, krystallstruktur og elektroniske egenskaper av faste stoffer, særlig oksider med forskjellig grad av blandingsvalens. Empirismen i synteseforsøk minskes ved å utvikle en rasjonell strukturdesign for fremstilling av nye forbindelser. Spinn-, orbital- og ladningsordninger i blandingsvalensfaser studeres med sikte på mulige nye magnetoresistente materialer. To nye, komplekse jernoksider har blitt syntetisert: YBa₂Fe₃O₈ hvor en valenstilstand av jern fordeles over to forskjellige koordinasjons­polyedre, og YBaFe₂O₅ hvor en type av jernkoordinasjon tar imot to forskjellige valenstilstander. Ved lav temperatur separeres Fe^2.5+ i Fe²⁺ og Fe³⁺, ordnet i et strukturell mønster ved en førsteordens faseovergang.

Også karbider studeres. Krystallstrukturen av MgC₂, som er ekstremt reaktivt, ble nylig løst. Strukturen av Mg₂C₃, som ble bestemt tidligere, er allerede kommet i lærebøker.

I arbeidet brukes følgende teknikker:

• Strukturmodellering og stabilitetsprediksjoner. Ved hjelp av egenutviklete dataprogrammer og programmer fra samarbeidspartnere baserte på et bindingsvalenskonsept, finnes den optimale sammensetningen for en gitt strukturtype. Programmet estimerer også strukturparametere.
• Faststoffsyntesemetoder utvikles hvor reaktanter blandes på atomært nivå. Den eneste krystallinske fase som observeres er produktet. Dette tillater synteser under ekstreme forhold.
• Kontroll av oksygeninnholdet skjer ved en egenutviklet likevektsbehandlingsprosess som tillater å opprettholde et meget lavt feilnivå; mindre enn en tusendel. Enda mer presis er analysemetoden for bestemmelse av oksygeninnholdet.
• Strukturbestemmelser og forfining av delikate super­strukturer som oppstår under ordning av blandingsvalens­tilstander baseres på kombinasjon av synkrotronrøntgen­diffraksjon og nøytrondiffraksjon.
• Mössbauer spektroskopi tjener til et fullstendig regnskap over valens-, magnetisk-, og koordinasjonstilstander av Mössbauer nuklider som ⁵⁷Fe.
• Faseovergangsegenskaper. Volumendringer bestemmes ved diffraksjonsmetoder (synkrotronstråling), entropiendringer ved differensiel skanning kalorimetri. Endringer i magnetisering, elektrisk ledningsevne og magnetoresistans ved lave temperaturer måles, delvis i samarbeid med andre.
• Kjemiske egenskaper av nye faser systematiseres i subsolidus likevektsfasediagram studier.

Poul Norby

tilbyr veiledning innen uorganisk faststoffkjemi og materialkjemi. Eksempler på forskningsområder er:

• Syntese og karakterisering av nye uorganiske materialer.
• In-situ studier av syntese og kjemiske reaksjoner, spesielt ved anvendelse av diffraksjonsmetoder (konvensjonell og synkrotron Røntgen stråling, samt nøytrondiffraksjon).
• Fremstilling av nano-krystaller av uorganiske materialer; morfologi og størrelseskontroll.
• Grunnleggende studier av nukleasjon og krystallisasjon.

Svein Stølen

studerer stabilitet av uorganiske materialer vist med noen løpende forskningsprosjekter.

Perovskitt-type og relaterte oksider hvor den formelle oksidasjons­tilstanden kan varieres er viktige. Anvendelser av disse materialene er ofte relatert den variable oksidasjonstilstanden til metallet, f.eks. ved katalytisk aktivitet, superledning og for blanda ioniske/elektroniske ledere. Redoksegenskapene til perovskitt-relaterte materialer blir i vår forskningsgruppe studert ved hjelp av eksperimentelle og teoretiske metoder. Eksperimentell informasjon om redoksenergier bestemmes hovedsaklig kalorimetrisk (Chem. Mater. 2001, 13, 4005), men også ved hjelp av termogravimetri og elektrokjemiske metoder. Denne informasjonen brukes så i termodynamisk modellering (J. Mater. Chem. 2002, 12, 317) Her trenger man også kunnskap om lokal strukturell orden i disse sterkt uordna materialene. Vi utvikler teoretiske metoder for studier av slike sterkt uordna systemer i samarbeide med Dr. Neil Allan, University of Bristol, UK. Strukturelle og energetiske egenskaper beregnes ved konfigurasjonell midling av egenskapene til store mengder (størrelsesorden milliarder) isolerte konfigurasjoner. Fokus er relasjoner mellom lokal struktur og termodynamiske egenskaper. På sikt er det en målsetning å kunne bruke disse metodene i analyse av eksperimentelle data fra diffraksjon og EXAFS.

Orden i uordna systemer er fokus også i et prosjekt på glassdannende uorganiske væsker. Enkelte væsker med tetraedrisk koordinasjon viser en fascinerende oppførsel som indikerer eksistensen av flere distinkte væskefaser som skiller seg fra hverandre ved tetthet og lokal struktur. Studier av GeSe₂ ved høye temperaturer (1000 K) og høye trykk (6 GPa) viser at konnektiviteten av tetraedrene er svært følsom overfor variasjoner i trykk og temperatur noe som kan peke mot en første­ordens væske-væske overgang i den underkjølte/metastabile delen av faserommet (Nature 2001, 414, 622). Variasjoner i strukturen til væsken med temperatur reflekteres også f.eks. i viskositeten til GeSe₂ noe som peker i retningen av det som internasjonalt kalles en skjørhetsovergang (fragility transition) (Phys. Chem. Chem. Phys. 2002, 4, 3396). Også dette indikerer en sterk sammenheng mellom lokal struktur og termodynamikk/ stabilitet.

Studier av trykkinduserte faseomvandlinger i geologisk og kjemisk interessante systemer gir ytterligere informasjon om termodynamiske drivkrefter for faseomvandlinger. Effekten av defektklustering på utbredelser av homogenitetsområdet i wüstite har f.eks. blitt studert ved hjelp av høytrykk diffraksjon (opp til 25 GPa), kalorimetri og gitterenergisimuleringer (Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 5333) og ved komplementære studier av nabofaser som magnetitt (Amer. Mineral. 2000, 85, 514).

For ytterligere opplysninger se http://folk.uio.no/sveinst/

Faststoff-elektrokjemi

Truls Norby

arbeider med materialvitenskap og fysikalsk/uorganisk kjemi ved Kjemisk institutt og Senter for materialvitenskap (i Forskningsparken). Gruppen samarbeider med forskningsgrupper i USA, Japan og Russland, samt en rekke EU-land.

Hovedoppgavene kan deles inn i følgende grupper:

1. Studier av metalloksiders ikke-støkiometri og defekt­strukturer, samt defektavhengige egenskaper som elektrisk ledningsevne og diffusivitet. Det er spesiell interesse for oksidkeramer som er gode oksygenion- og/eller elektronledere, for bruk eksempelvis som henholdsvis faststoffelektrolytt og elektrodemateriale i høytemperatur brenselceller. Et annet spesialområde er protoniske defekter i oksider ved høy temperatur, og ved dette utvikling av protonledende faste stoffer. De eksperimentelle teknikkene omfatter elektriske målinger (elektrokjemiske celler, impedansspektroskopi, elektrisk ledningsevne, termoelektrisitet) og termogravi­metriske målinger, alt ved høye temperaturer og kontrollerte partialtrykk av oksygen og vanndamp, samt under gradienter av disse. De grunnleggende studiene legges gjerne opp med tilknytning til senterets deltakelse innen norske og internasjonale forskningsprosjekter vedrørende energi- og gass teknologi.
2. Elektrokjemisk karakterisering av faststoff-gass-elektroder. Her benyttes impedansspektroskopi, voltametri og massespektrometri til å studere reaksjoner og kinetikk for elektroder og prosesser som er viktige for brenselceller og elektro-kjemiske reaktorer.
3. Studier av høytemperatur korrosjon av metaller og legeringer. Hovedvekten legges på forståelse av reaksjonsmekanismer, samt relasjonene til ikke-støkiometri, defekter og diffusivitet i de oksidene som dannes som beskyttende skall under oksidasjonsprosessen. Korrosjonen måles vha. termogravimetri i kontrollerte atmosfærer, og reaksjonsproduktene karakteriseres ved metallografi og elektronmikroskopi (SEM, XPS/Auger, TEM). Oppgavene har her ofte tilknytning til praktiske problemstillinger.
4. Materialkarakterisering ved bruk av våre instrumenter for elektronmikroskopi (SEM), kraftmikroskopi (AFM), røntgen-foto-elektronspektroskopi (XPS), Auger-elektronspektroskopi (AES) og Auger-elektronmikroskopi (SAM). Her studeres kjemisk sammensetning og bindingstilstand for materialer og deres grenseflater og overflater. I slike studier vil samarbeid med fysikere (TEM, elektrondiffraksjon, EELS) og andre være særlig viktig.

Professor em Ketil Videm (1930-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Katalyse og overflatekjemi

Karl Petter Lillerud og Unni Olsbye

arbeider med heterogen katalyse.

Arbeidet er særlig rettet mot reaksjoner som er viktige for en optimal utnyttelse av norsk olje og naturgass. Arbeidet går vesentlig langs to linjer.

Studier av en del utvalgte kjemiske prosesser som for tiden særlig gjelder reaksjoner hvor C1- C4 forbindelser (som kan fåes fra metan, f.eks. metanol) kan overføres til alkener eventuelt alkaner/aromater - som igjen eventuelt representerer utgangsstoffer for videre kjemiske prosesser. Det er et mål å karakterisere reaksjonenes kinetikk, mekanisme og samspill med katalysatoren. På lengre sikt vil dette bidra til en dypere forståelse av kjemiske reaksjoner.

Ved siden av å studere forskjellige reaksjoners oppførsel over gitte katalysatorer er det vesentlig å kunne finne nye katalysatorsystemer som muligens har bedre aktivitet, selektivitet eller motstandsevne mot deaktivering. Syntese av nye katalysatormaterialer er derfor en vesentlig del av virksomheten. Reaksjoner som studeres er for tiden basert på mikroporøse materialer (zeolitter og zeotype materialer).

Et størst mulig antall teknikker tas i bruk for reaksjons- og katalysatorkarakterisering - i en del tilfeller som samarbeidsprosjekter med andre grupper. Røntgendiffraksjon, GC, GC-MS, NMR, IR, termisk analyse, datasimulering er noen stikkord for teknikker som brukes.

Professor em Stein Kolboe (1931-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Organisk kjemi

Professor em Per Kolsaker (1931-), professor Lars Skattebøl (1927) og professor em Kjell Undheim (1931-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Tore Benneche

Syntetisk organisk kjemi

Vi forsøker å gjøre våre synteser så "grønne" som mulig. Grønn kjemi omfatter utvikling av kjemisk reaksjoner slik at de ikke har en ugunstig effekt på miljøet rundt oss. Vi er spesielt interessert i to aspekter ved den grønne kjemien nemlig: bruk av katalysatorer og bruk av miljøvennlige reaksjonsmedia. For tiden arbeider vi med anvendelse av palladiumkatalyserte reaksjoner i joniske væsker.

Palladiumkatalyserte reaksjoner

Vi bruker palladiumkomplekser som katalysatorer for å utføre organiske reaksjoner under milde betingelser. For tiden studerer vi palladiumkatalyserte omleiringsreaksjoner (eks. 1) og dekarboksyleringer av allyliske estere (eks. 2).

 

Medisinalkjemi

På dette området arbeider vi med syntese av nukleosid-analoger. Siktemålet er at disse forbindelsene skal ha anti-HIV, anti-fungal eller antibiotisk aktivitet. Eksempel på strukturer som vi arbeider med er analoger til Polyoxin J.

Phytokjemi

Innen dette feltet arbeider vi med syntese av brassinolidanaloger. Bassinolid hører med til en gruppe naturlig forkommende forbindelser som bl. a. har stor innvirkning på planteveksten selv i svært lave konsentrasjoner. Vårt siktemål er å lage nye brassinolider som kan ha en positiv effekt på nyttevekster og derigjennom redusere bruken av kunstgjødsel. Prosjektet er et samarbeid med andre forskningsgrupper bl. a. ved biologisk institutt. Nedenfor vises strukturen av brassinolid.

Lise-Lotte Gundersen

arbeider med syntetisk organisk kjemi, med hovedvekt er på syntese av bioaktive forbindelser (mulige legemidler) og syntese av heterosykliske naturstoffer.

De siste årene har interessen i stor grad konsentrert seg om utvikling av syntetiske metoder for fremstilling av puriner og purinnukleosider. Det har blitt utviklet strategier for effektiv syntese av purinderivater med potensielle biologiske egenskaper. I dag konsentreres aktiviteten om syntese av puriner med plantevekststimulerende effekt (analoger av såkalte cytokininer) antibakterielle puriner (potensielle legemidler mot tuberkulose) og cytotoxiske puriner (cellegifter; potensielle legemidler mot kreft). Cytokininprosjektet utføres i samarbeid med plantefysiologer ved Biologisk institutt og det samarbeides med forskere i USA ang. studier av antibakterielle forbindelser. Et satsingsområde fremover vil være syntese av heterosykliske naturstoffer med interessant bioaktivitet, f. eks. Agelasiner og Heterominer. Videre er gruppen involvert i syntese av indolisinderivater med antioksidantegenskaper, som tenkes brukt for å minimalisere skader ved f. eks. hjerneslag.

For mer detaljerte opplysninger om enkelte av prosjektene, henvises det til http://folk.uio.no/llotte samt følgende utvalgte referanser:

Mulige legemidler mot tuberkulose

"9-Benzylpurines with Inhibitory Activity Against Mycobacterium Tuberculosis." Bakkestuen, A. K.; Gundersen, L.-L.; Langli, G.; Liu, F.; Nolsøe, J. M. J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2000, 10, 1207-1210.

Plantevekststimulatorer

"Synthesis of 6-Alkenyl- and 6-Alkynyl Purines with Cytokinin Activity" Bråthe, A.; Gundersen,L.-L.; Rise, F.; Eriksen, A. B.; Vollsnes, A. V.; Wang, L. Tetrahedron 1999, 55, 211-228.

Planteveksthormoner: Kjemiske strukturer og biologisk aktivitet." Gundersen, L.-L. Kjemi. 2000, 10, 15-21.

Naturstoffsyntese

"Synthesis of Heteromine C from Guanine." Jakobsen, E.; Gundersen, L.-L. Heterocycles 2000, 53, 935-940.

Tore Hansen

Asymmetrisk syntese, asymmetrisk katalyse og metodeutvikling, syntese av naturprodukter og biologisk viktige forbindelser.

Utvikling av nye reaksjoner og nye metoder innen asymmetrisk syntese er et sentralt tema innen organisk syntese. Med stadig strengere krav til "grønn kjemi" og fremstilling av rene enantiomere til pesticider og medisiner, er det et stort behov for utvikling av nye metoder til asymmetrisk syntese av enantiomerisk rene forbindelser. Av ulike typer asymmetrisk syntese, er katalytisk asymmetrisk syntese den mest elegante og attraktive syntesemetoden. En kiral katalysator kan fungere på samme måte som enzymer gjør i biologiske systemer, der ett katalysatormolekyl produserer millioner av produktmolekyler på en meget effektive og selektiv måte. I dagens legemiddelindustri er et flertall av de nye legemidlene på markedet kirale forbindelser. Det vil derfor være et stort behov for nye kirale katalysatorer og synteser. Arbeidet er konsentrert på tre forskningsområder:

1. Utvikling av nye katalysatorer og reaksjoner med metall-karbener. Metall-karbener har meget høy reaktivitet, og en av utfordringene med metall-karbener er å kontrollere, dirigere og forutsi deres reaksjonvei. Metall-karbener kan inngå i mange ulike typer reaksjoner som f.eks. syklopropanering og C-H innsettings-reaksjoner avhengig av reaksjonsbetingelser. Prosjekter i dette forskningsområdet vil være fokusert på fremstilling av nye metall-karbener, og utforsking av deres reaktivitet og selektivitet.
2. Organokatalyse. Utvikling av små, organiske forbindelser som katalysatorer i organisk syntese. Fagfeltet katalyse har de siste 20 år vært dominert av metallkatalyse. I løpet av de to siste år har det derimot vært en gryende interesse for utvikling av organiske molekyler som katalysatorer til bruk i organisk syntese. Dette er et relativit nytt fagfelt og har stort  potensiale fremfor seg. Prosjekter innen dette forskningsområde vil være dominert av design og utvikling av nye katalysatorer og anvendelse av disse i organisk syntese. 
3. Anvendelse av kiral syntese til fremstilling av rene enantiomere som har biologisk aktivitet mot sykdommer i sentralnervesystemet, som f.eks. angst, depresjon, Alzheimer og Parkinson. Forbindelser med biologisk aktivitet i sentralnervesystemet er ofte rene enatiomere med lav molekylvekt og en veldefinert geometri. Kiral syntese av aktive CNS forbindelser er et ettertraktet mål innenfor farmasøytisk industri. Prosjekter innen dette forskningsområdet vil enten være utvikling av en spesifikk syntesemetode for et kjent legemiddel, eller fremstilling av et antall nye stoffer som har potensiale til å bli et nytt legemiddel.

Interesserte kan finne mer informasjon om prosjektene og utfyllende opplysninger på http://folk.uio.no/torehans/

Frode Rise

forsker på tre delvis overlappende hovedområder; syntetisk organisk kjemi, kjernemagnetisk resonansspektroskopi (NMR spektroskopi) og molekyler med biomedisinske egenskaper.

Utvikling av ny syntesemetodologi for fremstilling av nye organiske forbindelser står sentralt i synteseprosjektene. Målmolekylene inkluderer nye klasser av indoliziner og puriner med potensielt interessante biologiske effekter. I en rekke av syntesestrategiene benyttes og videreutvikles moderne metallbaserte reaksjoner for selektiv funksjonalisering.

Innen den biomedisinske/bioorganiske rettede kjemien forskes det fram nye "radical scavengers." En rekke alvorlige sykdomstilstander antas å skyldes skader fra frie radikaler. Både syntese av nye radikalfangere av indolizinklassen og de molekylære beskyttelses- og repareringsmekanismene til stoffene studeres. Et helt nytt og spennende prosjekt innen "radical scavenging" området involverer isolering og derivatisering av antioksidanter fra grønn te.

Et annet biologisk relatert forskningsområde er syntese av nye plantehormon-analoger. Den langsiktige målsettingen i dette arbeidet er å forske fram substanser som øker avlingene i landbruket samtidig som bruken av gjødsel kan reduseres, noe som på sikt kan ha positive miljømessige effekter.

Videre forskes det fram metoder for fremstilling av hittil ukjente oxopurin-derivater. Dette prosjektet startet av ren nysgjerrighet, hvor målsetningen i første rekke var å utforske et ukjent område. I 2001 har vi funnet forskjellige substanser som har lovende effekter mot HIV virus, er antibakterielle og har cytotoksisk effekt. Nye hovedfagstudenter og doktorgradstudenter som ønsker å arbeide i grenseland mellom organisk kjemi og biokjemi er veldig velkomne på disse områdene.

I NMR spekstroskopien arbeides det i stor grad med å implementere de nyeste 2-dimensjonelle gradientakselererte teknikkene til bruk i strukturoppklaring og strukturverifisering av nye molekyler fra de forskjellige prosjektene som er nevnt ovenfor.

Vi samarbeider med forskere på Biokjemisk institutt (Nissen-Meyer), Farmasøytisk institutt (Malterud) og Biologisk institutt (Eriksen) ved UiO. Videre samarbeides det med forskere fra mange land i de biologisk relaterte prosjektene som er beskrevet ovenfor. Vi samarbeider nært med forskningsgrupper i Nederland foruten å samarbeide med grupper i Sverige og USA.

Interesserte kan finne mer informasjon om prosjektene i artikler som kan lastes ned fra: http://folk.uio.no/froderi/publications.html

Se også: http://folk.uio.no/froderi/

http://folk.uio.no/froderi/nmr/engelsk/

Jan Skramstad

Organiske materialer

Arbeidet her er konsentrert om å fremstille oligomere tiofener med veldefinert struktur, f. eks. tris(2,2´-bitienyl)metylforbindelser. Ved å velge passende substituenter i denne type molekyler håper vi å kunne fremstille forbindelser som viser interessante elektriske og/eller optiske effekter, f. eks. ikke-lineære optiske (NLO) egenskaper, eksempelvis forbindelser med evne til å frekvensmultiplisere innsendt lys. Dette kan få betydning innen det meget aktuelle feltet funksjonelle organiske materialer

Miljøkjemi

Interessen har hittil konsentrert seg om organiske halogenforbindelser hvor siktemålet har vært å identifisere ukjente forbindelser i en rekke miljøprøver. Ved å syntetisere referansesubstanser og foreta gasskromatografiske analyser av miljøprøver har det vært mulig å identifisere mange nye forbindelser. Arbeidet har vært konsentrert om klorerte og bromerte alkylbenzener i utslipp fra nikkelindustri og klorerte tiofener fra treforedlingsindustri. Flere av de fremstilte forbindelsene har også blitt testet toksikologisk.

I de senere år har interessen mer og mer blitt konsentrert om klorerte fettsyrer. Det har nemlig vist seg at opptil 90% av de klororganiske forbindelser som finnes f. eks. i fisk består av klorerte fettsyrer. Man vet imidlertid ikke hvor disse stoffene kommer fra og lite om hvilken virkning de har. Vi har syntetisert flere klorerte fettsyrer som er testet biologisk i samarbeid med professor Høstmark ved UiO. På dette feltet har vi også hatt samarbeid med Universitetet i Lund (Peter Sundin og Clas Wesén) og med SINTEF Kjemi (Arne Lund Kvernheim).

For ytterligere opplysninger se http://folk.uio.no/jansk/

Mats Tilset

Metallorganisk kjemi

Vår gruppe er interessert i syntese og reaktivitet av overgangsmetallorganiske forbindelser, og i særlig grad metallkalkyler, metallhydrider og beslektede forbindelser. Vi syntetiserer metallorganiske forbindelser fra velvalgte salter og passende organiske ligander (som oftest må også de organiske ligandene fremstilles av oss). De metallorganiske kompleksene som blir fremstilt blir analysert og identifisert ved hjelp av spektroskopiske teknikker (1H, 13C, 31P, 19F NMR, MS, IR, UV-synlig lys) og røntgenkrystallografi. Reaksjoner og egenskaper hos de fremstilte forbindelsene undersøkes videre, og eksempler på aktuelle prosjekter er gitt nedenfor.

En oppdatert publikasjonsliste fra gruppen finner du på Web-siden http://folk.uio.no/matst.

Aktivering og funksjonalisering av C-H bindinger ved hjelp av metallorganiske komplekser

Effektiv, katalytisk, selektiv aktivering og funksjonalisering av alkaners C-H bindinger under milde betingelser ved hjelp av metallorganiske forbindelser er fortsatt en drøm som ikke er blitt oppfylt, selv for det enkleste av alle organiske molekyler, CH4. Vi undersøker muligheten for å utføre slike reaksjoner ved hjelp av utvalgte metallkomplekser, som f.eks. Pt-diimin forbindelsen nedenfor. Denne forbindelsen er i stand til å spalte metans C-H bindinger under svært milde betingelser.

Reaksjonsmekanismer og kinetikk

Vi er særlig interessert i reaksjoner som induseres ved hjelp av en elektronoverføring, enten reduksjon eller oksidasjon, hos metallorganiske forbindelser. Når stabile metall­organiske komplekser reduseres ved at det tilføres et elektron, eller oksideres ved at det fjernes et elektron, så blir de ofte meget reaktive og vil spontant undergå interessante kjemiske reaksjoner. Reaksjonsmekanismer og kinetiske parametere for slike reaksjoner blir undersøkt bl.a. ved bruk av datastyrt elektrokjemisk instrumentering.

Bindingsstyrker i metallorganiske komplekser

En detaljert innsikt i bindingsforhold og bindingsstyrker til bindinger som blir dannet eller brutt i kjemiske reaksjoner er viktig for forståelsen av reaksjonsmekanismer, og for utviklingen av nye og forbedrede reaksjoner (enten de er støkiometriske eller katalytiske). Vi undersøker metall-ligand bindingsstyrker for utvalgte komplekser ved å bruke termokjemiske kretsprosesser der elektrode-potensialer utgjør viktige parametere. Bruken av datastyrte elektrokjemiske teknikker står sentralt i dette prosjektet.

Gassfase ionekjemi

Einar Uggerud

1.      Enkle organiske reaksjoner i gassfase
Studier av reaksjoner mellom molekylære ioner og nøytrale molekyler i gassfase. I disse reaksjonene bestemmes reaksjons­hastigheter, likevektskonstanter og tilhørende termokjemiske data. Vi studerer grunnleggende forhold ved mekanismer som SN2, E2 og mange andre.
Foruten interessant eksperimentelt arbeid (hovedsakelig ved hjelp av vårt FT-ICR massespektrometer; Norges mest presise "vekt") gis det muligheter til å modellere de observerte reaksjonene gjennom teoretiske beregninger av reaktanter, produkter, intermediater og overgangstilstander ved bruk av kvantekjemiske og reaksjonskinetiske metoder.

2.     Kjemisk reaksjonsdynamikk
Vi studerer kjemiske egenskaper til protonerte molekyler, og er opptatt av reaksjonsdynamiske forhold ved deres reaksjoner. To typer reaksjoner undersøkes, monomolekylære (det vil si at det protonerte molekylet spaltes i to etter tilførsel av tilstrekkelig energi, for eksempel C2H5OH2+ -> C2H4 + H3O+), og bimolekylære (reaksjon mellom et protonert molekyl og et nøytralt molekyl). Ved kollisjon mellom et protonert og et nøytralt molekyl kan flere ting hende - blant annet protonoverføring eller hydridabstraksjon . Vi forsøker å forstå hvordan energien overføres i disse enkle reaksjonene. For å gjøre det må reaksjonene studeres på den tidsskalaen de foregår - såkalt femtosekundkjemi.

3.        Metallklynger som katalystorer
Det er fascinerende å studere overgangen fra enkeltatomer i gassfase til faste stoffer. Det er oftest stor forskjell mellom egenskapene til isolerte metallatomer og metallet slik det foreligger i fast form. Ved å lage molekyler som består av to, tre, fire osv. metallatomer, kan vi studere denne overgangen. Slike aggregater av atomer eller molekyler kalles klynger (eng. "clusters"). Vi lager metallklynger i gassfase ved å avkjøle en gass av et metall i supersonisk ekspanderende helium. Metallgassen danner vi ved å beskyte en metalloverflate med en effektfull laser. Metallklyngenes kjemiske egenskaper studeres deretter ved å la dem reagerer med ulike kjemiske forbindelser. Slike studier har relevans til katalyse- og overflatekjemi, og til nanoskalateknologi.

Vi benytter særlig massespektrometri og kvantekjemisk modellering

Énkrystall-røntgendiffraksjon

Enkrystall røntgendiffraksjon er enestående som fysikalsk metode ved at den gir strukturinformasjon om stoffer som spenner i størrelse fra H₂(s) til viruspartikler med molekylvekt >10⁷. Metoden har gitt fundamentale bidrag til forståelsen av kjemi og kjemiske prosesser i fysikalsk kjemi, uorganisk kjemi, organisk kjemi, biokjemi, biologi og farmasi, samt tilstøtende felter som fysikk og geologi. Takket være nye typer instrumentering og mer regnekraft er metoden i sterk vekst internasjonalt. Gruppen har et moderne røntgendiffraktometer.

Etter at bl.a. det humane genomet nå er kjent står vi foran den utrolig omfattende oppgaven det er å kartlegge biologisk aktivitet og struktur for tusenvis av hittil ukjente proteiner. Ved et nyetablert samarbeid med en gruppe forskere ved Biokjemisk institutt er nå mesteparten av vårt forskningsarbeid rettet mot studier av slike makromolekyler.

Professor em. Berit Fjærtoft (1933-), professor em Arvid Mostad (1930-) og Professor em. Christian Rømming (1928-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Carl Henrik Gørbitz

sammen med Bjørn Dalhus (post. doc.), Solveig Karlsen (post. doc) og Hans-Petter Hersleth arbeider med flere prosjekter. En hovedoppgave i røntgendiffraksjon kan omfatte fremstilling, rensing og strukturbestemmelse av et protein. Studenten får en medveileder fra Biokjemisk institutt.

Enzymet ribonukleotidreduktase (RNR)

har en viktig funksjon i DNA syntesen hvor det reduserer de fire ribonukleotidene til de korresponderende deoksyribonukleotidene. RNR fra mus består av to ikke-identiske subenheter, R1 (?-dimer) og R2 (?-dimer). Ribonukleotidet (substratet) binder seg til R1, mens R2 inneholder et dinukleært Fe(II) sete hvor radikaler genereres ved oksidasjon. Strukturer av R2 med ulike metaller i forskjellige oksidasjonstilstander vil gi et bilde av dette metallbindingssete og kan gi ny informasjon om radikaldannelse.

Cytokromer

spiller en viktig rolle i fotosyntese og celleånding hvor hemgruppen i cytokromene veksler mellom å være i oksidert og redusert tilstand. Cytokrom c552 fra Nitrosomonas europaea har en hemegruppe som viser uvanlige elektron paramagnetiske resonans (EPR) egenskaper, nemlig et såkalt HALS signal (Highly Axial Low Spin). Strukturen av dette cytokromet kan gi mer informasjon om denne klassen av proteiner.

En stor andel av proteinene i kroppen inneholder metaller enten som enkeltatomer eller som del av organiske grupper. Et slikt protein er myoglobin. Vi har studert strukturene av mellomprodukter i red-oks reaksjonene mellom peroksider og myoglobin. Enzymet nitrogenoksidsyntase danner de same intermediatene. Foruten røntgendiffraksjon studeres metallproteiner blant annet med lysabsorpsjon og elektron paramagnetisk resonans.

Malatdehydrogenase (MDH)

fra termofile bakterier. Gjennom analyse av den tredimensjonale strukturen til enzymet MDH fra bakterier som lever ved ulike temperaturer kartlegges hvilke aminosyrer som er viktige for aktivitet ved høy temperatur. Dette forenkler valg av fornuftige mutasjoner som øker enzymets varmestabilitet. Strukturene bidrar også til å øke den generelle forståelsen av hvilke mekanismer som bakterier bruker for å tilpasse sine enzymer til ekstreme miljøer.

DNA-proteinkomplekser

Bas1p er en transkripsjonsfaktor (protein som binder seg til DNA) fra gjær som er beslektet med det mulig kreftfremkallende proteinet c-Myb hos mennesker. Vi skal forsøke å finne ut hvordan Bas1p gjenkjenner spesifikke DNA-sekvenser og videre hvordan det binder seg til DNA.

GassElektronDiffraksjon(GED)

Frie molekylers struktur studeres ved hjelp av elektrondiffraksjons-metoden. Med molekylers struktur menes molekylers geometri, (dvs. bindings­avstander, bindingsvinkler og torsjonsvinkler), konformasjons- og assosiasjonslikevekter, atomers svingningsamplituder om likevekts­posisjonene, potensial for intramolekylære bevegelser som for eksempel potensial for rotasjon om en binding, ringpuckeringpotensial og potensial for pseudorotasjon.

Gruppen bruker et  Balzer Eldigraph KD-G2 apparat som har blitt kontinuerlig forbedret og modifisert. Faste stoffer kan varmes opp til ca. 800 ^oC, og forbindelser med et damptrykk ned til ca. 0.01 torr kan studeres. Spredingsbildet ble tidligere registrert på fotografisk film  mens vi nå benytter image-plater som har forbedret både følsomheten og nøyaktigheten. Apparatet vedlikeholdes og forbedres av avd. ing. Hans Vidar Volden og Svein Samdal.

Gruppen har tilgjengelig et meget stort antall av fotografiske plater av mange forskjellige kjemiske forbindelser. Disse platene kan skannes og digitaliseres ved bruk av en Agfa Arcus II bildeskanner, og forbedret data-behandling har medført  at "godhetsfaktoren" har blitt halvert sammenlignet med tidligere analyser. Avd. ing. Snefrid Gundersen tar seg av skanningen av fotografiske plater og opparbeidelse av data fra image-platene.

Det eksisterer ikke kommersielle GED-apparat eller regnemaskin­programmer for analyse av GED-data. Det er derfor ønskelig å knytte til seg studenter som ønsker å forbedre eksperimentelt utstyr og videreutvikle regnemaskinprogrammer. Strukturbestemmelse av molekyler egners seg spesielt godt for studenter som liker å arbeide med PC-er og datamaskiner. For spesifikke strukturproblemer, se de enkelte veilederne.

Svein Samdal

er spesielt interessert i storamplitudebevegelser i molekyler. Karakteristisk for slike molekyler er at de har lave vibrasjons­frekvenser, vanligvis mindre enn 100 cm^-1. Eksempler på dette er torsjonsbevegelser og puckering­bevegelser i ringer. For denne type molekyler bør storamplitudebevegelsen eksplisitt inkluderes i elektrondiffraksjonsanalysen. Hvis dette gjøres kan potensialet for storamplitudebevegelsen bestemmes fra elektrondiffraksjons­dataene. I en slik analyse vil det inngå en utstrakt bruk av kvantekjemiske beregninger. Disse beregningene brukes til å beregne molekylets likevekts­geometri og kraftfelt. Fra kraftfeltet beregnes vibrasjonsfrekvenser og svingnings­amplituder. De sistnevnte inngår eksplisitt i struktur­undersøkelsen av molekylet. De kvantekjemiske beregningene gir også informasjon om variasjon i strukturparameterne som funksjon av storamplitudebevegelsen som eksplisitt kan legges inn i analysen. Datamaskinprogrammer som håndterer en storamplitudebevegelse er tilgjengelig. Det er ønskelig å utvikle regnemaskinprogrammer som håndterer to storamplitudebevegelser simultant.

Amider utgjør en viktig biologisk gruppe av molekyler. I den senere tiden er spesielt torsjonsbevegelsen i flere substituerte acetamider blitt studert med elektrondiffraksjon med henblikk på å bestemme molekylenes konformasjon. Arbeidet med å bestemme konformasjonen i molekyler av biologisk interesse vil bli utvidet til også å gjelde aminosyrer og basene i nukleinsyre. Studier av uorganiske forbindelser vil fortsette i samarbeid med Arne Haaland.

Polymer- , kolloid- og overflatekjemi

Finn Knut Hansen

Kolloid og overflatekjemi

Finn Knut Hansen har et ganske bredt interesseområde innen kolloid- og overflatekjemi, men det meste kan klassifiseres innen begrepene polymerer på grenseflater og i løsning, og polymeroverflater. Dette består av:

• Syntese, karakterisering og egenskaper av amfifile polymerer (dvs. overflateaktive og/eller assosierende polymerer)
• Konformasjon og dynamikk av monomolekylære polymerfilmer.
• Fremstilling av monodisperse emulsjoner og partikler.
• Karakterisering av og egenskaper til faste polymeroverflater.
• Adsorpsjon og faseovergang av overflateaktive stoffer mellom olje og vann.

Polymerer som inneholder grupper av forskjellig vannløselighet har spesielle egenskaper som gjør dem egnet som stabilisatorer for dispersjoner, emulsjoner og skum. Mange syntetiske polymerer og naturlige polymerer slik som proteiner og karbohydrater er overflateaktive på gass/væske og væske/væske grenseflaten og på faste overflater. I tillegg til å fremstille ulike polymerer selv, har vi samarbeide med flere grupper både nasjonalt og internasjonalt som er spesialister på ulike polymertyper. Vi undersøker hvordan disse fungerer i ulike anvendelser:

Ved hjelp av bl.a. Langmuir overflatevekt og hengende dråpe (DROP) instrument kan vi undersøke hvordan slike polymerer danner filmer på flytende overflater og hva slags egenskaper disse filmene har. Dette har stor betydning for hvordan slike polymerer kan stabiliserer emulsjoner og skum.

Polymerene kan også danne assosiative strukturer i løsning, noe som gjør dem egnet som fortykningsmidler og stabilisatorer og til å danne geler. Vi undersøker bl.a. konformasjon, struktur, dynamikk og viskoelastiske egenskaper hos assosierende polymerer i løsninger. Måling av reologiske egenskaper ved hjelp av vårt Reometer er her vært en viktig teknikk.

Det er i den senere tid utviklet nye teknikker for å framstille emulsjoner med en mer reproduserbar dråpestørrelse, og med mer monodisperse (like store) dråper. Dette har stor anvendelse innen mange ulike felt. Vi undersøker her både betydningen av fremstillingsmetodene og av stabilisatorsystemene.

Den kjemiske og fysikalske strukturen av polymeroverflater har ofte stor betydning for bruken av polymermaterialer. Denne kan bl.a. bestemmes ved ulike spektroskopiske teknikker, ved partikkelelektroforese, ved måling av kontaktvinkler og ved adsorpsjon av syntetiske og naturlige polymerer på grenseflaten. Vi er spesielt interessert i overflaterfor bruk innen bioteknologi for diagnostiske og terapeutiske formål der samvirkning mellom overflatene og biologiske molekyler ar avgjørende.

Overflateaktive stoffer som er løselige i både olje og vann vil vandre gjennom grenseflaten når det dannes en fersk grenseflate i et system som inneholder disse stoffene. Vi kan måle denne "vandringen" mellom vann og ulike "olje"-typer målt ved aksesymmertisk dråpeformanalyse (DROP instrumentet).

Vi har spesielt gode kontakter og samarbeider med de fleste større norske bedriftene innen dette området, fordi dette er et felt av stor industriell betydning.

Hovedoppgaver innen kolloid- og overflatekjemi vil være rettet inn mot et eller flere av de områdene som er nevnt ovenfor, og noen av dem kan tas i nært samarbeide med industrien. I sistnevnte tilfelle kan det være mulig å oppnå hovedfagsstipend fra industrien i forbindelse med spesielle oppgaver. Opplysninger om dette vil være annonsert ved oppslag og vil fås ved personlig henvendelse.

Bo Nystrøm og Jaan Roots

Amfifile polymerer og andre komplekse systemer

Forskningsaktiviteten er hovedsakelig konsentrert om amfifile polymerer, deres syntese, karakterisering, modifisering og egenskaper samt potensielle materialanvendelser. Det som er karakteristisk for amfifile polymerer er at de oppviser både hydrofile og hydrofobe egenskaper i vandige omgivelser. Det som er typisk for denne type polymerer er at de ofte har en tendens å danne assosiasjonsstrukturer i vandige medier og oppviser interessante dynamiske og reologiske egenskaper. I mange applikasjoner innen farmasi, medisin og næringsmiddelbransjen benyttes vannløselige polymerer (polysakkarider) som oppviser en amfifil karakter, som f.eks. pektin, kitosan, etyl(hydroksyetyl)cellulose (EHEC) og deres hydrofobmodifiserte derivater, i form av hydrogeler, film/membran eller som bindemiddel. Mange av de problemstillinger som fremkommer gjennom studier av slike systemer er av tverrfaglig natur. Derfor har vi etablert forskningssamarbeid med både norske og utenlandske forskningsgrupper med kompetanse innen kjemi, farmasi, og biofysikk. Hovedoppgaver kan gjøres i samarbeide med disse miljøer.

Amfifile polymerer brukes også i mange materialrelaterte applikasjoner som f. eks. reologimodifisering, adhesiver, adsorbenter, flokkuleringsmiddel og heterogen polymerisasjon så vel som i materialanvendelser innen biologi og medisin. For å skreddersy materialer til spesielle applikasjoner er det viktig med forståelsen av både fremstilling og fysikalske egenskaper. Studier av f.eks. reologi, faseseparasjon, geldannelse, og kinetikk for forskjellige prosesser er viktig i forbindelse med polymerers anvendelse i materialer. Disse fenomener står sentralt i den aktivitet som foregår i polymergruppen.

Vi undersøker amfifile systemer med reologiske teknikker og laserlysspredningsteknikker (korrelasjon, intensitet, tidsoppløst). Dessuten arbeider gruppen med blandinger av polymerer og undersøker bl.a. faseseparasjonsprosesser(kinetikk og struktur). Vi studerer også interaksjon mellom nanopartikler og polymer ved forskjellige betingelser.

Eksempler på aktuelle prosjekter for hovedoppgaver er gitt nedenfor.

• Hydrofobmodifisering av pektin og andre polymerer.
• Interaksjon mellom polymerer og surfaktanter.
• Adsorpsjon og dessorpsjon av amfifil polymer på kolloiddale partikler i nærvær av surfaktant.
• Struktur og kinetikk i forbindelse med faseseparasjon i blandinger av polymerer.
• Transportprosesser i forbindelse med "drug release".

Harald Walderhaug

tilbyr oppgaver innenfor molekylær dynamikk og struktur i assosiative polymersystemer (f.eks. sol-gel-transformasjoner) og hos andre organiserte væsker (micellære, mikroemulsjoner/emulsjoner etc). Foruten den fundamentale viten omkring slike systemers organisering , representerer de i seg selv viktige industrielle og anvendte kjemiske systemer. Oppgaver kan utformes i samarbeid med representanter fra bedrifter og industri. Teknikker som benyttes vil være bl.a. NMR og reologi.

Spektroskopi

Forskningsgruppen representerer et bredt kompetanseområde innen spektroskopi. Aktivitetene omfatter fundamentale problemstillinger fra "livets opprinnelse" til "menneskets påvirkning av miljøet". Forskningsinnsatsen er fokusert på forståelsen av kjemisk struktur og aktivitet. For tiden arbeides det med laboratoriestudier av industrielle alternativer til dagens HCFC'er, med industriell katalyse, materialer, aerosoler, interstellare molekyler.

Professor em Peter Klæboe (1929-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Harald Møllendal

anvender mikrobølgespektroskopi til studium av molekyler i gassfase. Målet er å bestemme molekylenes geometri, dipolmomenter, kjerne-kvadrupolkoblingskonstanter, rotasjonsbarrierer og energiforskjeller mellom konformere. Molekyler som samtidig har intramolekylære hydrogenbindinger og flere konformere, er for tiden hovedinteressen. En del av vår forskning går ut på å studere molekyler som inneholder fluor, særlig etere og alkoholer, bl. a. fordi disse er av miljømessig interesse. Mikrobølgespektroskopi har blitt benyttet til å identifisere en lang rekke molekyler i verdensrommet (interstellart). En del av vår forskning går ut på å tilrettelegge for identifisering av interstellare molekyler av biologisk interesse. Kvantemekanisk modellering av reaksjonsmekanismer som leder til dannelse av interstellare molekyler, er en annen av våre forskningsinteresser.

Eddy Walter Hansen

bruker NMR spektroskopi for å skaffe informasjon om faste stoffers fysikalske og kjemiske egenskaper. Spesielt er porøse materialer som zeolitter, mesoporøse materialer, sandstein, sement og polymerer i fokus. Pågående prosjekter omfatter utvikling og anvendelse av NMR teknikker innen materialvitenskap.

• Utvikling av mer kostnadseffektive karakteriseringsmetoder for porøse materialer, (eksempelvis; bestemmelse av porestørrelsesfordeling og porekobling)
• Karakterisering av molekylære interaksjoner mellom væsker/gasser og faste stoffer (eksempel; fuktpreferanse)
• Molekylær diffusjon og generell molekyldynamikk
• Reaksjonskinetikk og reaksjonsmekanismer av væsker/gasser inne i porøse materialer (katalyse, geling, …)
• Modellering
• Karakterisering av polymerer (taktisitet, forgrening, krystallinitet, kinetikk)
• NMR innen medisin

Professor em Bjørn Pedersen (1933-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Claus Nielsen

benytter hovedsakelig vibrasjonsspektroskopiske metoder til å studere molekylære egenskaper og vekselvirkninger, optiske materialegenskaper, molekyldynamikk, samt kjemiske gassfasereaksjoner og kinetikk med relevans for aktuell klima- og miljøproblematikk. Det overordnede målet for forskningsaktiviteten er å bidra til forståelsen av sammenhengen mellom struktur og kjemisk reaktivitet, og det eksperimentelle arbeidet ledsages av kjemisk modellering og av kvantekjemiske beregninger. For tiden tilbys hovedfags- og dr. gradsprosjekter innen:

Optiske egenskaper til aerosoler og industrielle sporgasser

Målet med disse undersøkelsene er å bidra til forståelsen av klima og miljø generelt, og spesielt til strålingsbalansen i jordens atmosfære. Det er slik at noe av sollyset reflekteres tilbake til verdensrommet fra skyer og aerosoler mens annet sollys reflekteres fra jordoverflaten. Sollyset oppvarmer jordoverflaten som på sin side utsender langbølget stråling mot verdensrommet. De såkalte klimagassene i atmosfæren (H₂O, CO₂, CH₄, N₂O, O₃, KFK-er m. fl.) absorberer og reflekterer deler av den langbølgede stråling­en fra jorden med den følge at jorden får en høyere temperatur enn den ellers ville hatt. Bidraget til jordens strålingsbalanse fra aerosoler og klimagasser avhenger av deres optiske egenskaper og disse bestemmes på bakgrunn av studier utført med ultrafiolett, synlig, infrarød og Raman spektroskopi.

Kjemisk og fotolytisk nedbryting av utslepp til atmosfæren

Målet for undersøkingane er å forstå betre kjemisk reaktivitet generelt, og klima og luftforureiningar spesielt. Nesten alle utslepp til atmosfæren vert brote ned kjemisk i ei rekkje trinn gjennom reaksjonar med enten O₃, Cl- og Br-atomar eller med radikalar som OH og NO₃. I tillegg kan sollys spalte direkte enkelte sambindingar og mellomprodukt frå den atmosfæriske oksidasjonen. Kjemisk og fotolytisk kinetikk samt reaksjonsmekanismar, vert studert i eit 250 L reaksjonskammer ved bruk av FT-IR og GC-MS.

Partikkeldannelse på molekylært nivå

Målet for disse undersøkelsene er å bidra til forståelsen av aerosoldannelse på det molekylære plan med særlig fokus på prosesser som involverer H₂SO₄, CH₃SO₃H, H₂O og NH₃. H₂SO₄/H₂O er kanskje det viktigste binære systemet for partikkeldannelse i atmo­sfæren. Termodynamiske beregninger antyder svovelsyre i atmosfæren hovedsakelig finnes som ulike hydrater: H₂SO₄·H₂O, H₂SO₄·2H₂O, …., H₂SO₄·hH₂O. Partikkeldannelse pga. H₂SO₄ antas derfor å foregå trinnvis gjennom klasedannelse mellom enkelte H₂O molekyler og allerede eksisterende H₂SO₄ hydrater. Klasedannelse mellom ulike kjemiske komponenter studeres i laboratoriet ved bruk av infrarød spektroskopi og matriseisolasjon, der molekylene isoleres i edelgasser ved lav temperatur (4 K), og der prosessen kan følges ved å variere temperaturen mellom 4 og 40 K.

Molekylære egenskaper

Målet for disse undersøkelsene er å bidra til forståelsen av sammenhengen mellom kjemisk reaktivitet og molekylære struktur- og konformasjonsforhold som studeres ved bruk av infrarød og Raman spektroskopi. Molekylære egenskaper studeres bl.a. ved ultrahøye trykk (>10 MPa) og ved temperaturer ned til 4 K.

Teoretisk kjemi

Knut Fægri og Trygve Helgaker

utvikler kvantekjemiske beregningsmetoder som gir kunnskaper om molekylers egenskaper basert på kvantemekanikkens lover. Bruk av disse metodene kan gi informasjon og innsikt som ikke er tilgjengelig eksperimentelt. Slike beregninger er derfor et godt alternativ eller supplement til eksperimentelle undersøkelser.

Vår gruppe er spesielt opptatt av følgende problemstillinger:

• Utvikling og anvendelse av nøyaktige metoder til å beregne molekylære bølgefunksjoner, energier og egenskaper-dvs. metoder som kan gi mer nøyaktig og pålitelig informasjon enn eksperimentelle undersøkelser.
• Utvikling og anvendelse av metoder for beregninger av molekylers elektriske, magnetiske og optiske egenskaper-eksempelvis NMR skjermingskonstanter og spinn-spinn-koblingskonstanter, vibrasjonsfrekvenser og elektroniske eksitasjonsenergier.
• Utvikling og anvendelse av metoder til å studere molekylers reaktivitet og dynamikk. Slike metoder gir verdifull informasjon om det detaljerte forløpet av kjemiske reaksjoner - informasjon som ikke er tilgjengelig eksperimentelt. Kombinert med datagrafikk kan man "se" hvordan kjemiske reaksjoner foregår.
• Utvikling av kvantekjemiske metoder for store systemer. Dagens metoder er hovedsakelig utviklet for små og middelstore systemer, bestående av færre enn hundre atomer. For å kunne regne på systemer, bestående av flere tusen atomer (for eksempel proteiner), må nye metoder utvikles.
• Utvikling og anvendelse av relativistiske kvantekjemiske metoder. Slike metoder (som bygger på Dirac-ligningen istedenfor Schrödinger-ligningen) må benyttes for molekyler bestående av tunge atomer, der elektronene beveger seg med hastighet nær lysets.

Gruppen for teoretisk kjemi deltar sentralt i utviklingen av Dalton, en avansert programpakke for kvantekjemiske studier av molekylære systemer med brukere verden over-se http://www.kjemi.uio.no/software/dalton.

En hovedoppgave i teoretisk kjemi kan være en ren metodeutviklings­oppgave med vekt på matematiske og numeriske metoder og deres implementering i et dataprogram; den kan også være en anvendelses­oppgave, der kjemiske problemer løses, gjerne i samarbeid med en eksperimentell gruppe. Svært ofte vil imidlertid oppgaven bestå av en blanding av metodeutvikling og anvendelse. Oppgaven vil i stor grad kunne tilpasses den bakgrunn en hovedfagsstudent har i kjemi, fysikk, matematikk og informatikk.

Analytisk kjemi

Analytisk kjemi er en type kjemisk informasjonsteknologi som utvikler og anvender metoder og strategier for å få informasjon om stoffenes natur og sammensetning, både i rom og tid. Kjemisk informasjonsteknologi brukes til å kontrollere industrielle prosesser og måle kvaliteten av industrielle produkter, til å bestemme giftige og essensielle metaller i miljøprøver og aktuelle eller essensielle nivåer av næringsstoffer i matvarer, til å kontrollere medisinnivåer i blod i sykehus, til å måle responshastigheter i farmakologiske studier, til å måle naturlig forekommende substanser i kroppsvæsker eller i celler ved livets begynnelse, til å bestemme gener, proteiner og metabolitter som er karakteristiske for arvelige sykdommer og til å bestemme nye eller kjente forurensninger av miljøet, for å nevne noen viktige områder.

Tyge Greibrokk og Elsa Lundanes

er aktive i utvikling av ny teknologi basert på miniatyriserte systemer, med målsetting å kunne håndtere problemer som ikke lar seg løse med ordinære metoder og som samtidig er av stor miljømessig verdi. Gruppen arbeider spesielt med miniatyrisering av væskekromatografi, noe som tillater at viktige egenskaper fra andre metoder blir inkludert og som derved nesten lar seg utvikle til en enhetskromatografi, og som øker både fleksibilitet og anvendelse. Utvikling av nye analytiske metoder for organiske stoffer inkluderer separasjonsteknikkene væskekromatografi (HPLC), superkritisk fluid kromatografi (SFC), kapillær elektrokromatografi (CEC) og kapillærelektroforese (CE), pluss flere deteksjonsprinsipper inkludert time-of-flight massespektrometri. Utviklingen av ny teknologi inkluderer både instrumentutvikling og metodeutvikling og prosessene med å overføre resultatene i en forståelig form for brukerne i resten av samfunnet.

Gruppen har gode kontakter med industrien og med andre forskningsgrupper, og mange av problemstillingene det arbeides med er av stor interesse for miljøer utenfor universitetet. Gruppen disponerer flere komplette µ-LC og SFC systemer, CE/CEC-instrumenter og massespektrometre. Et µ-LC-NMR/MS instrument, basert på en virtuell løsning, er planlagt.

Gruppen er ansvarlig for:

• Et Marie Curie senter for utdanning av doktorstudenter innen SU/EØS området, i miniatyriseringsteknikker, for årene 2001-2004.
• Et forskningsnettverk for doktorstudenter og postdoktorer, som inkluderer 6 europeiske universiteter, i miniatyrisert komplett væskekromatografi, for årene 2002-2006.
• Dannelse av et selskap som kommersialiserer miniatyriserte komponenter på verdensbasis.

Gruppen gir hovedoppgaver innen alle de områder som er nevnt under innledningen om kjemisk informasjonsteknologi.

Walter Lund og Grethe Wibetoe

arbeider hovedsakelig med uorganisk analyse, med hovedvekt på metoder for kvantitativ bestemmelse og "spesiering" av spormetaller ved bruk av atomspektrometriske teknikker. Gruppen benytter særlig induktivt koblet plasma massespektrometri (ICP-MS) og induktivt koblet plasma atomemisjonspektrometri (ICP-AES), som i dag er de aller viktigste metodene for kvantitativ bestemmelse av grunnstoffer; de fleste grunnstoffene i periodesystemet kan bestemmes med disse teknikker. Videre er grafittovn-atomabsorpsjonspektrometri (GFAAS) en sentral teknikk i forskningsaktivitetene. Det arbeides med fundamentale studier av teknikkene for å bedre deres ytelse samt å muliggjøre nye anvendelser. I tillegg arbeides det med problem­stillinger innenfor områder som miljøkjemi, rettskjemi, medisin, metallurgi og geologi. Det samarbeides både med industrien og flere forskningsinstitutter. Gruppen har også et forskningsamarbeid med universitetet i Botswana hvor problemstillinger innen miljøkjemi står sentralt. Det arbeides for tiden blant annet innenfor følgende områder:

Utarbeidelse av metoder for bestemmelse av metaller i prøver av miljøkjemisk interesse. Det arbeides med å utvikle nøyaktige, følsomme og robuste metoder for totalbestemmelse av spor- og ultraspormetaller. Av interesse er også metoder som kan vise hvordan metallioner er bundet til organiske molekyler i biologiske prøver (spesieringsanalyse), da dette, mer enn totalkonsentrasjonen, har betydning for metallenes giftighet og reaktivitet. Det arbeides med utvikling av metoder for bestemmelse av biotilgjengelige metall­spesier i vann, planter og jord. Her kombineres separasjonsmetoder som væskeekstraksjon, fastfase-ekstraksjon (SPE), passiv prøvetaking basert på diffusive gradienter i tynne filmer (DGT) og kromatografi med de atomspektrometriske teknikker.

Kobling av grafittovn for prøveinnføring til ICP-MS. ICP-MS er en kraftfull multielementteknikk for bestemmelse av grunnstoffer og isotoper. Ca 80 grunnstoffer kan bestemmes med ekstremt lave deteksjonsgrenser. Vanligvis introduseres prøven i væskeform via en forstøver. Gruppen er blant de få internasjonalt som arbeider med å utforske mulighetene ved kobling av en grafittovn for prøveinnføring (elektrotermisk fordampning; ETV) med ICP-MS. Denne kombinasjonsteknikken muliggjør blant annet analyse av suspensjoner og faste prøver. Det er også aktuelt å koble ETV mot ICP-AES for å redusere interferenser og oppnå lavere deteksjonsgrenser.

Georg Becher

er professor II i analytisk miljøkjemi. Hovedstillingen er som forskningssjef ved Avdeling for miljømedisin ved Statens institutt for folkehelse. Han arbeider med organisk-kjemisk analyse anvendt på problemstillinger knyttet til kartlegging av menneskers eksponering for miljøkjemikalier. Arbeidet omfatter utvikling av metoder for selektiv ekstraksjon, separasjon og kvantitativ bestemmelse av miljøgifter i biologiske miljøprøver, inklusive human prøver. De viktigste analytiske teknikkene er gasskromatografi (GC), gasskromatografi-massespektrometri (GC-MS) og væskekromatografi-massespektrometri (HPLC-MS).

Kjernekjemi

Hovedfagsveiledere tilknyttet forskningsgruppen for kjernekjemi har sine arbeidsfelt innenfor studier av radioaktive atomkjerners fremstilling (kjernereaksjoner) og egenskaper (kjernestruktur) og innenfor bruken av radioaktive nuklider (tracere) i nukleærmedisin (radiofarmasøytiske produkter), separasjonsstudier (adsorpsjon, emanasjon, ionebytting, ekstraksjon, masseseparasjon), miljøstudier (forurensningstransport, grunnvannsstudier), industrielle sporstoff­undersøkelser (prosess-studier, oljefeltstudier) og analytisk kjemi (aktiveringsanalyse, fortynningsanalyse osv.).

Kjernekjemigruppen disponerer bla. PC-styrte gammaspektrometre, væske-scintillisjonstellere og alfa/betaspektrometere til deteksjon av stråling. Videre disponerer gruppen HPLC med UV- og radioaktivitets-deteksjon, avanserte multi-parameter dataoppsamlingssystemer, spesialkonstruerte "mini sentrifuger" (SISAK) og et nyutviklet target/gasstransport-system tilknyttet Oslo Syklotronen.

Gruppen deltar i flere internasjonale forskningsgrupper og har tilgang til store eksperimentalanlegg og utstyr ved utenlandske forskningssentra (bl.a. ISOLDE ved CERN, UNILAC ved Darmstadt, OSIRIS i Studsvik, 88" syklotronen i Berkeley), men benytter jevnlig også kjernereaktoren JEEP II på Kjeller og Oslo Syklotronen ved Fysisk institutt. Vi deltar også i prosjekter som kjøres av det internasjonale atomenergibyrået IAEA i Wien.

Kjernekjemi har egne hjemmesider på nettet, ta gjerne en titt for mer informasjon: http://www.kjemi.uio.no/kjernekjemi.

Professor em Jorolf Alstad (1927-) og professor em Einar Hagebø (1933-) fortsetter sitt arbeid i gruppen.

Per Hoff

deltar i samarbeidsprosjektene OSIRIS i Sverige og ISOLDE ved CERN i Genève. Arbeidet ved disse prosjektene har som mål å studere egenskapene ved kortlivede kjerner eller å utvikle metoder for fremstilling av nye radioaktive nuklider. I tilknytning til disse prosjektene er det aktuelt med bestemmelse av hittil ukjente kjernestrukturer, eller utvikling og undersøkelse av materialer for nye produksjonssystemer for kjerner langt fra stabilitet.

Astat, det "tyngste halogenet", finnes ikke i naturen, men kan fremstilles ved Fysisk institutts syklotron. Astatforbindelser kan være svært medisinsk interessante, og utvikling av nye metoder for fremstilling av slike forbindelser er av stor interesse. Disse prosjektene er et samarbeide som involverer flere personer ved gruppen, samt forskere ved Det Norske Radiumhospital. Det arbeides dessuten med grunnstoffselektive separasjonsmedier for analyse av små mengder radionuklider fra prøver av vann og biologisk materiale. Særlig er det interesse for separasjon av transuraner.

Jon Petter Omtvedt

leder den norske delen av en stor internasjonal kollaborasjon som studerer de kjemiske egenskapene til de aller tyngste grunnstoffene - transaktinidene. Disse grunnstoffene finnes ikke naturlig og kan kun lages i meget små mengder (et atom av gangen!) i store partikkelakseleratorer. Kollaborasjonen benytter flere metoder, hovedsakelig gasskromatografi, HPLC teknikk og væske-væske ekstraksjon. Den norske gruppen arbeider med væske-væske ekstraksjon og kalles gjerne SISAK-gruppen etter navnet på sentrifugene som benyttes. Sentrifugene er spesielt utviklet for å studere kortlivde radionuklider. Nuklider med levetider ned i subsekund området er blitt undersøkt med SISAK systemet. I de siste årene har gruppen hatt et stort gjennombrudd i eksperimenter som ble utført i ved Lawrence Berkeley National Laboratory: For første gang ble en transaktinide (rutherfordium Rf, atomnummer Z=104) detektert med SISAK systemet. Dette baner veien for en lang rekke interessante eksperimenter - og hovedfagsoppgaver!

Hovedoppgaven til SISAK gruppen er for tiden å utvikle systemene for kjemiske studier av transaktinidene (grunnstoffene fra Rf og oppover mot enda tyngre grunnstoffer). Kjemien til de tyngste grunnstoffene er spesielt interessant fordi den gir oss mulighet til å studere hvordan de kjemiske egenskapene påvirkes og forandres av såkalte "relativistiske effekter". Ettersom grunnstoffene blir tyngre vil perturbasjonene fra de relativistiske delene av bølgefunksjonene bli stadig mer fremtredene. Hvor fremtredene de blir og med hvilke konsekvenser forutsies forskjellig avhengig av hvilken teoretiske modeller som brukes. Det er derfor av stor teoretisk interesse å eksperimentelt bestemme de grunnleggende kjemiske egenskapene til disse totalt ukjente grunnstoffene. I tillegg gir transaktinide-eksperimentene informasjon om fysiske egenskaper til en rekke nuklider i øverste del av nuklidekartet. Dette er viktig for kartleggingen av dette området og ikke minst for å gi bedre grunnlagsdata til de modellene som forsøker å forutsi stabiliteten til enda tyngre grunnstoffer/nuklider. Det har f.eks. lenge knyttet seg stor interesse til om det finnes en såkalt "supertung øy" av spesielt stabile nuklider med meget høye atomnummer.

SISAK gruppen kan tilby hovedfagsoppgaver (og doktorgradsoppgaver) innenfor de problemstillinger som gruppen til en hver tid arbeider med. Dette innebærer oppgaver innenfor et bredt fagfelt: Fra væske-væske ekstraksjonskjemi, væskescintillasjonskjemi og deteksjonsteknikk, via datastyring av komplisert apparatur, opptak og analyse av nukleære multiparameterdata, til oppgaver som grenser opp mot kjernefysikk (kjernespektroskopi).

For mer informasjon kan du kikke ("klikke") på WWW-sidene til Jon Petter Omtvedt: (http://folk.uio.no/jonpo) Her finner du også egne sider om SISAK-gruppen og trans-aktinideprosjektet.

Tor Bjørnstad

er professor II i kjernekjemi. Hovedstillingen er som avdelingssjef ved Avdeling for reservoar- og leteteknologi ved Institutt for energiteknikk (IFE). Han jobber for tiden med mer anvendte kjernekjemiske (radiokjemiske) og nukleærtekniske problemstillinger. Stikkord for interesseområdene er:

Utvikling av radioaktive og kjemiske tracere (sporingsstoffer) for studier av:

• Oljereservoarers indre struktur og fluid dynamikk
• Utvinnings- og produksjonsmekanismer for petroleum
• Studier av storskala separasjonsprosesser og reaksjonsmekanismer
• Tracer-baserte RTD-studier av prosesskomponenter

Utvikling av radiokjemiske analysemetoder for reelle feltprøver av ulik type inklusive

• Prøvepreparering for væskescintillasjonstelling
• Avanserte metoder basert på gammaspektroskopi (inkl. PET)
• Nøytron aktiveringsanalyse med forskjellige "typer" nøytroner (forskjellig energi)
• Partikkel aktiveringsanalyse basert på cyklotron-produserte protoner, 3He, deuteroner og alfa-partikler.

Studier av mekanismer for oppkonsentrering av naturlig forekom-mende radioaktive stoffer

hovedsakelig i petroleums-sektoren inklusive utvikling av monitorerings- og analysemetoder.

Anvendelse av faste strålingskilder for analytiske formål med stikkord

• Gammaindusert røntgenfluorescens
• Gamma-transmisjonsmålinger (inkl. gamma-tomografi)
• Compton-spredning som analytisk metode
• Alfa- og beta-kilder for tykkelses- og overflatestudier
• Nøytrontransmisjonsmålinger (inkl. nøytron tomografi)

Radionuklidegeneratorteknologi for industrielle formål

 

Det kan tilbys hovedoppgaver (og doktorgradsoppgaver) innenfor alle disse feltene. Arbeidsstedet for studentene vil delvis være UiO og delvis Institutt for energiteknikk (IFE) på Kjeller. For flere oppgaver kan det bli aktuelt å knytte kontakter direkte til eksterne brukere (f.eks. spesielle industribedrifter). Dette er ingen ulempe med tanke på introduksjonen av kandidaten til arbeidslivet etter studiene. Eksterne veiledere: Kjernekjemi gruppen i Oslo har alltid hatt et bredt samarbeid utad. Vi kan derfor tilby hovedoppgaver (og doktorgradsoppgaver) i samarbeid med eksterne veiledere ved f.eks. Institutt for Energiteknikk (IFE) på Kjeller eller Radiumhospitalet. IFE tilbyr mange forskjellige oppgaver. I tillegg til de som er nevnt under avsnittet for Tor Bjørnstad ovenfor, gis det mulighet for oppgaver innenfor radioøkologi, studier av brukt kjernebrensel, dosimetri, strålingskjemi etc. Ta kontakt med en av kjernekjemisgruppens veiledere hvis du vil ha mer informasjon om slike hovedfagskoppgaver.

Miljøkjemi

 

Hans Martin Seip og Rolf David Vogt

arbeider med miljøkjemiske problemer. Forskningsgruppen arbeider innen tre hovedområder:

• effekter av langtransporterte forurensninger på jord og vann
• karakterisering av naturlig organisk materiale
• analyse av tiltak for å redusere menneskeskapte effekter på helse og miljø.

Forskningsgruppen har i flere tiår studert effekter av sur nedbør på skogsjord og vann i ulike jordtyper i Norden, Polen og Kina. Gruppen deltar nå i et tverrfaglig femårsprosjekt i Kina, Integrated Monitoring Program on Acidification of Chinese Terrestrial Systems (IMPACTS), finansiert av NORAD. Prosjektet ble satt i gang på initiativ fra gruppen, og gruppen har et hovedansvar for virkninger på jord og deltar i totalvurderinger av resultatene.

Bedre kunnskap om aluminiumskjemien og egenskapene til løst Naturlig Organisk Materiale (NOM), ofte kalt humus, er nødvendig for å vurdere virkningene av bl.a. sur nedbør. NOM spiller også en viktig rolle i klimasammenheng, for å vurdere virkningen og transport av tungmetaller og andre mikroforurensinger. Forskningsgruppen har fått en sentral rolle i denne forskningen ved å lede et stort Nordisk forskningsprosjekt på karakterisering av NOM. Forskningen foregår i nært samarbeid med norske forskningsinstitutter og forskningsgrupper i Norden, Tyskland, Sveits, Italia og USA. Forskningsaktiviteten har i stor grad vært finansiert av Nordisk Ministerråd.

Det benyttes felt- og laboratoriestudier samt statistikk og matematiske modeller for å studere virkninger av sur nedbør og egenskapene til NOM.

I samarbeid med CICERO Senter for klimaforskning og ECON Senter for økonomisk analyse arbeides det med metoder for å komme frem til best mulige tiltak mot forurensende utslipp. Virkninger forbundet med utslipp av klimagasser vurderes mot virkningene av forurensninger som gir lokale og regionale effekter (SO₂, partikler, NOx). Arbeidet er utpreget tverrfaglig; naturfaglig, økonomisk og medisinsk kompetanse er nødvendig. Også på dette området er det samarbeid med en rekke forskningsgrupper i inn- og utland. For tiden deltar gruppen i flere prosjekter i Kina med finansiering fra Utenriksdepartementet, Verdensbanken og Norges forskningsråd.

En hovedoppgave i Miljøkjemi kan ha utgangspunkt i feltarbeid i Norden, Polen eller Kina. Arbeidet med oppgaven gir også en bred laboratoriepraksis (AAS, ICP, IC, IS mm). Det er muligheter for hovedoppgaver i samarbeid med Gruppen for Analytisk-kjemi og eksterne institutter som Norsk institutt for vannforskning og Norsk institutt for luftforskning.

Tore Sanner

er professor II i arbeidsmiljøkjemi. Hovedstillingen er som forskningssjef ved Avdeling for miljø- og yrkesbetinget kreft, Institutt for kreftforskning, Radiumhospitalet. Et vesentlig forskningsområde er studier av hvordan forskjellige kreftfremkallende stoffer omdanner normale celler til kreftceller. Videre studeres hvordan stoffene påvirker kommunikasjonen mellom celler. Arbeidet konsentreres i stor grad om stoffgrupper som har industriell interesse. En del av prosjektene blir utført i et nært samarbeid med andre forskningsinstitutter i Norge og i andre land.

Skolerettet kjemi

Truls Grønneberg

arbeider med spørsmål knyttet til kjemi som undervisningsfag. Hensikten er å fremskaffe kunnskaper om elevers/studenters kunnskaper og holdninger, utbytte og omfang av laboratoriearbeid, prøver og eksamener, læreres karaktersetting, læreplaner, læremidler, fjernundervisning og annen formidling av kjemi.