Vinderen af Ph.d. Cup 2021 er ikke naturaktivist. Men måske har han fundet løsningen på plastikproblemet

Det er svært at forestille sig en verden uden plastik. Den findes i vores tøj og i vores møbler; vi spiser af den, sidder i den og transporterer os selv rundt i den.

Derfor kan det måske også være svært at tro på, at det ikke er mere end 100 år siden, at plastikken blev opdaget – og at det først var i 1930’erne, at masseproduktionen af plastik for alvor tog fart.

Dengang fik dens overvældende slidstyrke hurtigt kemikere til at kalde den et ’vidundermateriale’.

Det er dog den samme slidstyrke, der i dag har gjort plastikken til en af de helt store klimasyndere. Plastik er nemlig et enormt robust materiale, som er svært at nedbryde.

Og det er netop det, ph.d. i kemi Andreas Sommerfeldt vil gøre op med. Han er dette års vinder af Ph.d. Cup, som er etableret i et samarbejde mellem DR og Information og støttet af Lundbeckfonden.

Prisen får han for formidlingen af sin komplicerede forskning, der kort sagt går ud på at opfinde en ny type plastik, der nedbrydes, når han vil have det. Hvordan det hænger sammen, vender vi tilbage til. Først er det dog værd at bemærke, at selv om der findes mange forskellige typer plastik og måder at behandle dem på, er den grundlæggende idé fælles for alle typerne – de er nemlig designet til at være robuste.

»I min forskning har jeg forsøgt at vende fremstillingen af plastik på hovedet og lave et design, hvor ideen er, at den skal kunne blive reduceret til dens byggesten. Til at begynde med tænker vi over, hvordan man kan gøre den nedbrydelig, og først derefter laver vi en plastik med alle de egenskaber, der hører til den.«

»Det fungerer sådan, at jeg giver stoffet en kemisk kommando, som fortæller det, at det skal gå i stykker,« forklarer Andreas Sommerfeldt.

Anders Rye Skjoldjensen

Selvopofrende plastik

For at forstå den kemi, der ligger til grund for Andreas Sommerfeldts nye plastiktype, er der især to ord, der er vigtige: monomerer og polymerer. Plastik er nemlig en form for polymer, som er et materiale, der dannes ved en kemisk kædereaktion, hvor flere monomerer sættes sammen.

Det lyder kompliceret. Og det er det også. Men Andreas Sommerfeldt forklarer, at konstruktionen af disse kemiske forbindelser svarer til at bygge med en avanceret form for legoklodser.

»Her består klodserne imidlertid af molekyler og atomer,« siger han.

»Og der findes nogle særlige regler for, hvordan de kan kombineres.«

Det, som Andreas Sommerfeldt har forsøgt at designe, er en type plastik, som han kalder ’selvopofrende’.

»Selvopofrende plastik er en omfortolkning af det begreb, vi normalt bruger, når vi taler om plastik. Det fungerer sådan, at jeg giver stoffet en kemisk kommando, som fortæller det, at det skal gå i stykker.«

Man skal forestille sig, at plastikken udgøres af en lang kæde af legoklodser, som er bundet sammen med en hængelås, forklarer Andreas Sommerfeldt. Så snart han tilsætter et kemikalie til kæden, det såkaldte ’nøglekemikalie’, starter det en kædereaktion, der nedbryder plastikken til dens bittesmå enheder.

»I det øjeblik, jeg giver kæden dette kemikalie, falder den fra hinanden og bliver reduceret til sine byggesten.«

Det kan måske virke spøjst, at samtalen hurtigt falder på legoklodser. Men Andreas Sommerfeldt er vant til at tænke i analogier, når han skal forklare sin forskning til mennesker, der ikke er kemikere ligesom han selv.

Han mener da også, at det er vigtigt med god formidling af forskning, fordi det er med til at gøre de ofte komplicerede, tekniske problemstillinger håndgribelige for flere mennesker.

»Som forsker fanger man lettere folks opmærksomhed ved at fjerne alt det svære og gøre tingene håndgribelige. Og det kan man kun, hvis man appellerer til noget, som folk forstår,« siger han.

Et af de mest centrale værktøjer i kemilaboratoriet er de meget præcise vægte, der kan måle ned til 0,0001 grams præcision. Det kræver tålmodighed at afmåle nøjagtige mængder, for forskellen mellem nok og for lidt bliver ofte afgjort af et enkelt korn.

Anders Rye Skjoldjensen

Efter mange forsøg er det så lykkedes at skabe en ny type plastik. Andreas Sommerfeldt forklarer, at han og kollegerne er endt med at fremstille plastikken på en meget utraditionel måde, der inkluderer noget så lavpraktisk som en køkkenmorter.

»Processen begynder med, at vi blander de to delkomponenter i vores plastik – monomer og aktivator – sammen i en morter. Her reagerer de to så en lille smule, selv om det er tørt stof, vi arbejder med. Den lille reaktion udvikler varme, som lige så langsomt får det til at smelte. Og når det så er smeltet, kan det reagere og blive til plastik, efter at man har renset det for det gule farvestof, der er et biprodukt af processen. Det er en ret speciel form for kemi, men det virker.«

Men selv om det virker, er Andreas Sommerfeldt og hans kolleger dog stadig et stykke fra mål, da deres plastik stadig er ret ustabilt.

Og det giver da også god mening, når man tænker på, at de i bund og grund arbejder på at lave noget, der skal gå i stykker.

»Det er klart, at den sommetider går i stykker, når den ikke skal. Det er udfordringen lige nu. Men nu har vi lavet en type plastik, der kan modstå meget mere end den, vi startede med.«

Ikke naturaktivist

Nytænkning af plastik er relevant og nødvendig for en grøn omstilling, understreger Andreas Sommerfeldt.

Men det betyder ikke, at han ser sig selv som klimaforkæmper. Han er optaget af de kemiske udfordringer, der er forbundet med at skabe genanvendelige materialer, og skulle det kunne forbedre vores verden, er det kun et plus.

»Jeg er ikke en naturaktivist. Ideen om at hjælpe til med at afværge en naturkatastrofe ligger kun som noget underordnet i min forskning. Det er ikke noget, jeg forsøger at tackle.«

Gennem forskningen har Andreas Sommerfeldt dog fået indsigt i, hvor bøvlet det faktisk er at genanvende plastik.

Han forklarer, at der findes syv forskellige typer plastiksortering, som baserer sig på, hvilken type plastik der er tale om. Men hvis man vil genanvende plastik, skal man have hver enkelt type for sig selv. Noget plastik smelter ved 200 grader, og noget smelter ved 300 grader. Hvis de to typer blandes sammen, smelter de ikke rigtigt – så ødelægger de bare hinanden.

»Man skal altså have den helt ren, før man kan begynde at tænke på at genbruge den. Og det er vildt svært, for der er jo en grund til, at alle tror, at plastik er én ting – det hele ligner hinanden,« siger Andreas Sommerfeldt.

Af denne grund kan alle de, der plastiksorterer, have nok så gode intentioner. Men når de tror, at de afleverer deres plastik til genbrug, er det ofte ikke tilfældet.

»Den bliver med langt højere sandsynlighed brændt. Vi går i vores naivitet og tror, at alting kan genbruges, hvis bare man vil. Men vi mangler en strategi. Der mangler helt grundlæggende den egenskab, at al plastik kan genbruges.«

Sejren i Ph.d. Cup 2021 har givet Andreas Sommerfeldt blod på tanden i forhold til at blive inden for emnet – dog ikke i universitetsforskningen, men i industriforskningen, hvor det i højere grad handler om at genanvende plastik på en mere kortsigtet bane.

Anders Rye Skjoldjensen

Sommerfeldt er først og fremmest optaget af, hvordan de miljømæssige udfordringer, vi står over for, bunder i lavpraktiske problemstillinger, som man egentlig kunne løse relativt nemt – hvis man bare investerede tiden og pengene i det.

»I USA kan mængden af plastik, der bliver genanvendt, måles i få procenter – hvis den overhovedet når frem til genbrug. Og det er et kæmpe problem.«

Det er derfor, Andreas Sommerfeldt gerne vil være med til at lave en type plastik, der er mulig at genanvende, og som med tiden vil kunne erstatte den plastik, der udgør vores vandflasker eller engangsservice. Vejen derhen er lang og besværlig, for selv om han er lykkedes med at skabe plastikken, er den stadig alt for dyr – lige nu koster det 2.000 kroner at producere pr. gram, og så kan den i øvrigt ikke tåle sollys.

Men sådan er forskning, understreger Andreas Sommerfeldt. Hver gang man har en løsning, afføder den ofte nye og uventede problemstillinger, som smitter af på arbejdet. Det er en proces, der aldrig stopper.

For Andreas Sommerfeldt har sejren i Ph.d. Cup 2021 givet ham blod på tanden i forhold til at blive inden for emnet – dog ikke i universitetsforskningen, men i industriforskningen, hvor det i højere grad handler om at genanvende plastik på en mere kortsigtet bane.

»På universitetet handlede det om at lave forskning, som måske kan blive en gamechanger over tid, men som ikke har den store effekt de næste 20 eller 30 år. At arbejde på en stor skala i industrien er både meget mere håndgribeligt, men også mere uoverskueligt,« siger han.

»Jeg går fra at sidde og lave et gram plastik på et laboratorium til at skulle genanvende 20 ton på et anlæg. Jeg synes, det her er det mest spændende emne i verden.«