Monthly Archives: September 2014

Hovedstadens veje blev i weekenden omdannet til floder flere steder. Da omkring 100 mm regn i løbet af få timer hamrede ned over København, gav kloakkerne op, og vandet kunne ikke sive fra overfladen på grund af byens høje befæstelsesgrad. Vand i gader, kældre, på S-togs-banen og i parkerede biler var resultatet.

Billederne lignede kopier af, hvad vi har set i byer over hele landet i de senere år. Men vejene og fortovene behøver ikke være en del af problemet: I tre igangværende udviklingsprojekter er forskere, rådgivere, entreprenører og byggematerielproducenter gået sammen om at udvikle nye typer vejopbygninger, fliser og asfalt, som kan begrænse skaderne, når himlen åbner sluserne.

»Vores tanke er, at vi omdanner vejkassen til et kæmpestort forsinkelsesbassin, hvorfra vandet enten kan nedsives eller drænes til kloakker,« fortæller projektleder Thomas Pilegaard Madsen fra Teknologisk Institut (TI). Sammen med Vej­direktoratet, Asfaltindustrien, NCC A/S, Rødovre Kommune og Hofor A/S arbejder TI i projektet Klima­vejen på at udvikle en ny vejtype med en opbygning, der bevarer bæreevnen, selvom den er fyldt med vand, og en asfaltbelægning, som vandet kan trænge igennem, og som samtidig virker støjdæmpende.

Løser to problemer

»I byerne er der mange steder problemer med både vand og vejstøj. På grund af porerne i slidlaget virker de permeable asfalter som udgangspunkt også støjreducerende, men vi skal finde den optimale størrelse af porerne. Mængden af hulrum skal gerne op for at reducere støj fra luftpumpning. I tillæg vil man ofte vælge en lille maksimal kornstørrelse for at dæmpe vibra­tionsstøjen. Lille maksimal kornstørrelse og små hulrum/porer medfører dog en risiko for, at vejen skal renses oftere, fordi porerne hurtigere stoppes til af det organiske materiale, der lander på vejen. Desuden skal vi sikre, at porerne er store nok til at dræne store vandmængder,« siger Thomas Pilegaard Madsen

I et tidligere projekt har nogle af projektpartnerne eksperimenteret sig frem til nogle materialer, der fungerer sammen, og flere steder i landet – blandt andet i Billund Lufthavn – er teknologien allerede taget i brug. Det er imidlertid stadig uafklaret, om den mest optimale løsning – nedsivning direkte fra vejkassen – vil kunne lade sig gøre.

»Vi har en udfordring omkring forurening fra vejvandet – vi ved ikke, hvor alvorligt et problem det kan være – kun at vi kan forhindre det ved at fore vejkassen med bentonit og lede vandet til kloak. Desuden er vinterbekæmpelse en udfordring, for saltet bliver jo ikke liggende på overfladen ligesom på almindelige veje. Og du vil heller ikke have for meget salt ned i vejkassen, fordi det kan virke forurenende i sig selv,« forklarer Thomas Pilegaard Madsen.

Udfordringerne skal løses de kommende år – før teknologien forhåbentlig kan blive testet i fuld skala. Partnerne mener dog allerede nu at kunne sige, at deres løsning samlet set vil være billigere end alternativet: at udvide kloakkerne. Samme løfte kommer fra en anden projektgruppe, der desuden vil give vejene flere funktioner.

I det treårige projekt Vandvejen, som støttes af Realdanias program Klimaspring, foreslår projektpartnerne, at vandet opsamles i midten af vejprofilet. I dag hælder vejene oftest fra midten mod siderne, så vandet kan løbe af vejen eller ned i riste i vejkanten, men Colas Danmark A/S, Envidan A/S, arkitektfirmaet Schul­ze+Grassov, Middelfart Spildevand og Middelfart Kommune vil vende profilet, så det hælder mod midten. Det betyder, at vandet vil løbe væk fra bygningerne langs vejen og i stedet blive opsamlet i et modul under vejmidten, som enten kan være en faskine eller et forsinkelsesbassin.

»Vi designer et fleksibelt system, som enten kan være åbent eller tildækket med riste, så man kan køre over det. Det vil være relativt billigt at installere, hvis du alligevel skal lægge slidlag på, fordi du kun ændrer profilet og graver modulerne ned i midten af vejen. Desuden vil det være hurtigere og dermed billigere at montere sammenlignet med traditionelle kloakrør,« siger projektleder Simon Toft Ingvertsen fra Envidan. Metoden skal testes i Middelfart, hvor kraftige regnskyl kan oversvømme husene, når det på overfladen løber ned mod havnen gennem den gamle bydel.

En fleksibel løsning

Selvom Vandvejen også indeholder muligheden for nedsivning, er Simon Toft Ingvertsen ikke så bekymret for forureningsrisikoen:

»Det er en bekymring, vi ofte bliver mødt med, og der er ingen tvivl om, at vejvand kan udgøre en forureningsrisiko. Vi vil løse problemet ved at gøre vejsystemet så fleksibelt som muligt i forhold til både kendte og kommende renseløsninger. Og hvis man i en kommune er meget nervøs for risikoen, kan man lave en løsning, der blot fungerer som forsinkelsesmagasin og derefter leder vandet til kloakken.«

Projektets andet mål er at gøre vandhåndteringen mere synlig for borgerne.

»Vi vil gerne lave moduler, der kan så meget som muligt – eksempelvis ved at nogle af dem er åbne, så man kan se vandet. En permeabel belægning giver ikke noget ekstra til vejen, men vi vil gerne kunne tilføre byrummet noget nyt,« forklarer Simon Toft Ingvertsen.

I hovedstadsområdet er kommunerne og forsyningerne i København og Tårnby også gået sammen om at indbyde virksomheder til at komme med nye innovative løsninger på regnvandshåndtering, men vinderne af udbuddet er endnu ikke offentliggjort.

Københavns 700 km fortove kan i fremtiden blive landets største faskine.

Deltagerne i projektet Klimaflisen – Tredje Natur, Aco Nordic, Wevers, Teknologisk Institut, Kollision og Orbicon – arbejder nemlig på et koncept, hvor vandet kan trænge ned mellem fliserne. Under fliserne skal der være en faskine, så man bogstaveligt talt går på vandet. De steder, hvor man enten ikke kan nedsive eller af andre årsager ikke ønsker det, skal faskinen fungere som forsinkelsesbassin og billig terrænnær kloak, der kan lede regnvandet enten til havnen, et grønt område eller det almindelige kloaksystem.

Det vigtigste perspektiv er imidlertid, at de almindelige fliser nogle steder vil kunne udskiftes med moduler, hvor vandet er synligt, og andre steder med en slags plantekasser til træer, buske og bede. En tredje mulighed, som kræver lidt mere udvikling, er at lave et modul med små pumper med indbygget rensningsanlæg, så man kan pumpe vandet op til overfladen i en kvalitet, så børn og voksne kan lege med det uden at blive syge.

Realdanias støtteprogram Klima­spring har netop besluttet at støtte udviklingen med 4,5 mio. kr. Det samlede budget for de kommende tre år er i alt 8 mio. kr.

Antallet af solcelleanlæg er i kraftig vækst i hele verden, for solceller er blevet markant billigere. Den samlede pris for en installeret Watt er dog ikke faldet tilsvarende, for montagen er stadig dyr.

Direktør for det nystartede selskab SunTube Aps Peter Vesborg forklarer:

»Tidligere var det selve solcellekomponenten, der udgjorde den største andel af de samlede omkostninger til et solcelleanlæg. I dag udgør solcellekomponenten kun 20 procent, så omkostningerne til et solcelleanlæg er primært bestemt af de øvrige omkostninger,« siger han.

De øvrige omkostninger omfatter blandt andet glas, der beskytter solcellerne, stål til at bygge de stativer, som solcellepanelerne skal monteres på, og arbejdstimer til selve montagen.

SunTube deltager i Danish Tech Challenge, hvor 20 virksomheder, der alle arbejder med fysiske produkter, konkurrerer om at blive Danmarks bedste start-up i et forløb på fire måneder.

Under forløbet tilbydes virksomhederne gratis kontorplads på Scion DTU, adgang til prototypeværksted, mentorer, rådgivere, finansieringsstrategi og ikke mindst muligheden for at vinde hovedpræmien på 500.000 kr. til brug i deres virksomhed.

17 etablerede virksomheder og organisationer har meldt sig som rådgivere og vejledere til iværksætterne, blandt dem finder man IDA, Delta og Damvig Develop. Bag Danish Tech Challenge står Industriens Fond.

Nyt maskinelt koncept

SunTube har derfor udviklet og patentanmeldt et helt nyt koncept for solcellemoduler, der gør det muligt at installere modulerne maskinelt direkte på jorden uden at skulle bruge en masse mandskabstimer eller dyre materialer.

Sammen med sine partnere, Rasmus Haahr og Jakob Lind Olsen, har han etableret SunTube ApS, og virksomheden skal nu med støtte fra det energiteknologiske forsknings- og udviklingsprogram EUDP bygge et 5 kW pilotanlæg sammen med partnerne Energi Midt, DTU og elektronikvirksomheden Faktor 3.

»Hvis solenergi skal gøre en forskel i verden, så skal der installeres flere terawatt og solcelleparkerne skal laves i mega- eller gigawatt-størrelser. Det er den eneste måde, det kan konkurrere med kul på,« siger Peter Vesborg. Han regner med, at prisen skal ned på én dollar per installeret Watt i et solcelleanlæg.

»Så grundideen er at lave nogle moduler, som kan lægges ud maskinelt. Solcellerne bliver holdt fast i den rigtige vinkel til solen via ballastkamre. På den måde slipper vi for stålstativerne. Samtidig slipper vi af med det dyre glas. I stedet bruger vi en tynd UV-bestandig polymerfilm,« forklarer han.

Inden jul vil SunTube have det første lille modul klar til de indledende test, og når EUDP-projektet er færdigt, skulle der gerne stå et pilotanlæg klar.

Forestil dig en sværm af undersøiske, autonome robotter, som i flok inspicerer en havvindmølles fundament for revner på 40 meters dybde efter en kraftig efterårsstorm i Nordsøen.

Robotterne behøver aldrig komme ind på land. De lades op og repareres på et moderskib i nærheden af havvindmølleparken. Deres inspektionsdata sendes ind på land via trådløs kommunikation.

Sådan et scenarie kan lyde som science fiction, men står det til en forskningsgruppe på DTU Elektro under ledelse af professor Mogens Blanke og lektor David Johan Christensen, er offshore-branchen ikke særlig mange år fra at kunne benytte autonome robotter til de i dag ekstremt dyre og tidskrævende inspektioner af eksempelvis havvindmøllers fundament eller – længere ude i fremtiden – en olieplatforms ditto.

Farligt for dykkere

Dong Energy måtte eksempelvis i 2011 allokere to milliarder kroner til reparation af Siri-platformen, efter at en rutineinspektion havde fundet revner i næsen på en olietank på havbunden.

Den slags inspektioner klares enten af dykkere eller såkaldte ROV’er; Remotely Operated Underwater Vehicles. Altså fjernstyrede under­vandsrobotter, som styres fra havoverfladen via et kabel og sender et videolink tilbage til operatøren. De har dog deres ulemper, forklarer David Johan Christensen:

»Rigtig mange af de undervandsrobotter, der findes i dag, er meget store og beregnet til at finde utætheder i for eksempel rørledninger. De kan svømme meget langt, men de kan ikke komme ind snævre steder. Så hvis man vil lave en inspektion af et fundament på en boreplatform eller en vindmølle, har man brug for robotter, der kan navigere rundt i menneskeskabte forhold.«

Han tilføjer, at dykkere ofte er meget dyre, og at de ikke altid kan komme ned på de dybder, der er påkrævet – ikke mindst pga. de betydelige sikkerhedsrisici. Det er her, at forskningsgruppens autonome, agile robotter kommer ind i billedet. Tankegangen bag er inspireret af blandt andet det arbejde, der i disse år foregår inden for bionics – robotter inspireret af biologien – hvor man i eksempelvis EU-projektet Swarmanoid har udviklet et team af robotter med hver deres kompetencer, som kan arbejde sammen om at lokalisere og afhente objekter såsom en bog på en reol.

Ifølge David Johan Christensen er det ikke så meget mekanikken, der er udfordringen. Her kan forsknings­gruppen læne sig op ad de ROV-konstruktioner, der allerede findes. Planen er at udvikle robotterne i open source-platformen ROS (Robot Operating System), som i forvejen bruges af universiteter over hele verden.

Udfordringen ligger snarere i at få robotterne til arbejde sammen og sensorteknologierne til at fungere.

Sensorudfordringer

Én af udfordringerne er for eksempel at få robotterne til at orientere sig under vandet i miljøer, der ikke er præcist kortlagte i forvejen, og hvor magnetfeltet kan blive stærkt påvirket.

Her har DTU i et netop overstået specialeprojekt haft to studerende til at teste potentialet i den såkaldte Slam-software (Simultaneous Localization And Mapping), der blandt andet anvendes i Googles førerløse bil.

Teknologien går ud på, at en bil, robot eller anden autonom enhed kan kortlægge sine omgivelser i realtid og orientere sig efter denne kortlægning, men det er en teknologi, der stadig skal arbejdes meget med.

Norsk professor ser marked

I første omgang er DTU’s robotter tiltænkt havvindmøller og skibsvrag, hvor sikkerhedskravene ikke er lige så strenge som på boreplatforme.

»Sådan nogle robotudviklingsprojekter tager altid lang tid, men inden for en årrække vil man kunne begynde at lave inspektioner af havvindmøller. Man vil nok ikke se et reelt kommercielt produkt før om fem-ti år, men det er så til gengæld også helt realistisk, ville jeg mene,« siger David Johan Christensen.

DTU Elektro arbejder sammen med flere aktører i offshore­branchen, men det har ikke været muligt at få dem til at give en kommentar til denne artikel.

Ifølge Ingrid Schjølberg, som er professor ved Norwegian Institute of Science and Technology i Trondheim, er udviklingen af autonome robotter til offshore et stort forskningsområde, som kan blive en vigtig problemløser for branchen.

»Inspektion, vedligehold og reparationsomkostninger skal reduceres betydeligt for at nedbringe driftsomkostninger og forbedre lønsomheden. I dag er det både tidskrævende og kompliceret at gennemføre den slags operationer, idet de foregår i krævende omgivelser og kræver bemandede supportfartøjer,« siger Ingrid Schjølberg.

Hun tilføjer, at kommunikation, styring og sensorsystemer er tre teknologiske hurdler, der skal løses, men også kan løses.

Mitsubishi solgte sin sidste vesteuropæiske bilfabrik i Holland for 1 euro. Mercedes’ seneste af slagsen blev placeret i Ungarn, ikke i Tyskland. Og Volvo måtte fyre medarbejdere i tusindvis, da finanskrisen brød ud i 2008. Den ikoniske svensker – nu med kinesiske ejere – har rejst sig igen, men der er ingen tvivl om, at de senere år har været op ad bakke for de fleste vesteuropæiske bilproducenter.

Men for Nissans fabrik i Sunderland i det nordøstlige England har de seneste 15 år været det rene cabriolet-cruise under en blå himmel. Fabrikken har i den periode markeret sig som en af de mest effek­tive af sin slags i Vesteuropa – der findes ingen sammenlignelige data i dag, men en benchmark-rapport udnævnte i 2003 fabrikken til den mest produktive i Europa – blandt andet ved konstant at forsøge at kappe sekunder af produktionstiden.

»Vi er nødt til at fokusere massivt på vores interne produktionsprocesser, ellers bliver vi ikke tildelt koncernens næste model. Hvis ikke vi leverer hver eneste dag, får vi ikke den næste model,« som produk­tions- og kvalitetschef Colin Lawther udtrykker den hårde konkurrence på markedet, herunder internt i Nissan.

Hold dine venner tæt på dig

Men hvad er så formlen på succes? Den er naturligvis ikke helt enkel, fortæller Colin Lawther, men den japanske koncerns traditioner for lean og just-in-time-princippet er selvfølgelig en del af det.

En anden ingrediens er en grundig, flerleddet rekrutteringsproces, også hvad angår ufaglært arbejdskraft. Hver produktionsmedarbejder skal kunne beherske mindst tre arbejdsprocesser ved linjen for at sikre fuld fleksibilitet, og tilsvarende skal der være minimum tre medarbejdere, der behersker hver proces.

Geografi er også en faktor. Dels kunne Nissan ved etableringen midt i 80’erne håndplukke arbejdskraft fra regionens overskudslager af industriarbejdere, dels er fabrikken beliggende meget tæt på Port of Tyne, den lokale dybhavshavn, hvorfra de færdige biler let kan sendes videre til resten af Europa. Geografien spiller tilsvarende en vigtig rolle i forhold til fabrikkens knap 700 underleverandører. De vigtigste komponenter, fortæller Colin Lawther, produceres enten inde på fabrikkens areal eller højst 15 kilometer væk for at reducere lagerplads og minimere logistik.

Nabofabrikken er således en af Nissans stempelleverandører. Og én af sædeleverandørerne befinder sig to kilometer væk, en anden 15.

Men nærhedsprincippet handler også om kvalitet. En komponent som bremseslanger sendes eksem­pelvis ubøjede til Sunderland, hvorefter en underleverandør bøjer og forarbejder dem direkte på fabriks­arealet.

Det optimale miks

Manuel arbejdskraft tegner sig i alt for godt 15 procent af arbejdet i Sunderland, automationsgraden ligger p.t. på cirka 85 procent. Det kan lyde af meget, men er rent faktisk lavere end flere af de tyske bilfabrikker, der er tæt på at have en 100 procents automatiseringsgrad.

Spørgsmålet er, om det overhovedet ville give mening at automatisere yderligere.

»Det er et evigt spørgsmål for os, vil jeg sige. Set fra vores synspunkt er vi så godt som optimeret ved en automationsgrad på 85 procent. På det niveau har du stadig nok mennesker, der overvåger processen og sikrer, at tingene ikke går galt. Så 85 procent er nok det rette miks for os,« siger Colin Lawther.

Han og resten af ledelsen er dog i gang med at kigge på, hvilke teknologier der kan øge effektiviteten yderligere. Næste skridt er en optimering af den stadig meget traditionelle maleproces. Fra 2018 skal ny teknologi skære tre timer af processen, blandt andet ved at fjerne den ene af de to energitunge ovnprocesser. Men også små, fleksible industrirobotter a la Universal Robots kan meget vel være på vej ind bag hegnet, fortæller han.

Anderledes arbejdsdeling

Kry Herholdt, chefkonsulent hos Teknologisk Institut, har besøgt Sunderland-fabrikken over ti gange i forbindelse med inspirationsture, som Teknologisk Institut arrangerer for danske virksomheder.

»Dem, jeg har haft med, siger, at de er blevet enormt inspireret af mange forskellige små og større ting. Nogle bliver inspireret af det, at man kan arbejde tættere sammen med underleverandøren, andre har bidt mærke i måden, man rekrutterer på for at sikre, at det er den rigtige medarbejder, der bliver ansat.«

Kry Herholdt nævner fabrikkens fortolkning af arbejdslederrollen som et eksempel på en funktion, der varetages anderledes end i Danmark. Hvor det herhjemme ikke er ualmindeligt, at en arbejdsleder eller værkfører har 30 til 70 mand under sig, har en teamleder på fabrikken i Sunderland 8 til 15 ansatte under sig. Teamlederen sørger for oplæring af nye medarbejdere og træder til ved sygdom. For hver fem til syv teamledere er der så en supervisor, som har ansvaret for stort set alle skift i sit ansvarsområde.

Med til historien hører, at det engelske arbejdsmarked giver mulighed for at organisere arbejdet på en anden måde end med danske overenskomster. Fagforeninger er der kun én af, og ikke særligt mange af de ansatte er medlem, lød meldingen ved Ingeniørens besøg.

61 sekunder. Ikke 60, ikke 62. Men præcis 61 sekunder. Så længe har den enkelte produktionsmedarbejder til at bolte eller skrue sin komponent på plads, inden rullebåndet kører karrosseriet videre til næste arbejdsstation lidt længere henne ad båndet.

Ingen af produktionsmedarbejderne står stille. De er i konstant bevægelse. Oven over vores hoveder er der lige så travlt. Her opbevares hundredvis af chassiser – også kaldet platforme – inden de kommer ned på gulvet, kraner transporterer motorer tværs gennem hallen, og komponenter suges gennem vaku­umrør i en evig jagt på sekunder.

Nede på gulvet går en supervisor, en mand i rød poloskjorte, rundt mellem mændene ved samlebåndet og inspicerer hver enkelt komponent minutiøst, inden karrosseriet sendes videre ned ad båndet.

Supervisoren har også kun præcis 61 sekunder at gøre godt med. Over 2.000 biler skal passere forbi her i døgnet, så der er ikke meget tid at gøre godt med.

Fokus på detaljen

Velkommen til en af klodens mest leanede bilfabrikker. Vi befinder os i den såkaldte final assembly-hal på Nissans fabrik i Sunderland, hvor de malede chassiser får hjul, instrumentbræt, motor med mere og bliver til rigtige biler.

Det er en fabrik, der fodrer det europæiske marked med 500.000 biler om året. Kombinationen af høj kvalitet og pertentligt fokus på detaljen har gjort denne 750 hektar store fabrik i det nordøstlige England til en af de mest anerkendte i branchen.

Alt kører efter lean og kust-in-time. Fra underleverandører over lager til produktion. Det var Henry Ford, der i sin tid opfandt samlebåndet, men her i det 21. århundrede er det bl.a.på fabrikker som denne, at metoden konstant forfines.

1.000 svejserobotter i ét rum

Final assemblys samlebånd er, som navnet antyder, sidste etape i den godt 24 timer lange produktionsproces. Processen begynder i pressehallen, hvor et ugentligt forbrug på 3.000 ton stål presses til karrosseriplader af syv semiautomatiske pressere. Op til fem processer kan der foregå inde i den største fem-tons presser, men lige da Ingeniøren kommer forbi, står den stille. Det er formiddag klokken 10 i England – tea time, fortæller rundviser Barry.

Anderledes gang i den er der i den tilstødende hal, hvor gnister fra svejsearbejdet fyger inde bag dusinvis af ståltrådsafskærmede robotbure. Det er the body shop, anden etape, hvor pladerne samles og svejses til chassiser.

Her er det robotter uden behov for ten o’clock tea, der laver 90 procent af arbejdet. Der findes hen ved 1.000 industrirobotter alene her i denne hal. Det er endda robotter, der automatisk inspicerer svejse­robotternes svejsepistol for hver 10. til 15. svejseopgave.

Den største robot har stået i næsten en halv million pund, godt og vel fem millioner danske kroner, men hovedparten af robotterne koster omkring 80.000 pund, fortæller Barry.

Skifter mellem modeller

Hver eneste bil, der passerer forbi os denne formiddag, er bestilt af en kunde et sted i Europa. Og i body shoppen udstyres hvert chassis med en elektronisk etiket med et nummer, som følger bilen den resterende vej gennem produktionen.

»Fra nu af er der ingen vej tilbage. Nu er det en bil med et ordrenummer, som en kunde har bestilt. Så nu skal den gøres færdig. Den er ikke længere bare en karrosseriplade, man kan smide væk,« forklarer rundviser Barry.

Alt er koblet op på fabrikkens computersystem. Biler, robotter, maskiner og endda det stempel, som supervisoren bruger, når han godkender hvert enkelt karrosseri. Også de mest centrale underleverandører er koblet op på systemet, så de med få timers varsel kan indlevere komponenterne.

I disse år er det modellerne Qashqai, Juke, Note og elbilen Leaf, fabrikken producerer. Denne uge på Linje 1 primært Qashqai, men hver tiende model i gennemsnit er en Leaf. Det kræver dog ingen omstillinger på linjen. Samtlige medarbejdere er trænet i at kunne skifte mellem de forskellige modeller.

Syv kilometer rundt

Efter the body shop ruller chassiserne videre til den tidsmæssigt længste delproces, nemlig maling.

Den proces har vi imidlertid ikke tid til at se. Barry leder os direkte over til sidste etape, final assembly-hallen, hvor vi indledte denne artikel. Måske er det godt det samme. Vil man følge bilen hele vejen rundt i malerhallen, skal man gå syv kilometer.

Når bilen er færdig, har processen i final assembly taget knap fem timer – 4 timer og 45 minutter for at være helt nøjagtig. Ligesom med de 61 sekunder. Sådan er det på fabrikken, hvor der jages sekunder, ikke minutter. På det tidspunkt har Ingeniørens udsendte befundet sig på fabrikken i 3,5 timer, og som nævnt når vi aldrig at se bilerne blive malet. Vi nåede faktisk kun at se ti procent af fabrikken.

Jens Vinther dyrker skove. Kulsorte miniatureskove, hvor stammerne står ganske tæt – faktisk så tæt, at der er plads til 80 milliarder af dem på en enkelt kvadratcentimeter.

Hvert træ i skoven er et kulstof­nanorør, der er blevet passet og plejet, så det har vokset sig en fjerdedel af en millimeter højt – hvilket er lidt af en bedrift for et rør, der blot er i omegnen af 10 milliontedele af en millimeter i diameter.

Som ude i naturen får stammerne i Jens Vinthers skove ikke lov at stå i fred, når de er udvoksede. De mange nanorør, der udelukkende består af kulstofatomer, bliver væltet, hvorefter de filtrer sig sammen og kan forvandles til plader af et stærkt letvægtsmateriale, som Jens Vinther lidt misvisende kalder nanostål.

I modsætning til de enkelte kulstof-nanorør, der er så ekstremt små, at de kun lader sig se i elektron­mikroskop, er nanostål til at tage og føle på. Og materialet har en række spændende mekaniske, elektriske, optiske og termiske egenskaber, som nu skal udforskes nærmere.

»Nanostål er fem gange så stærkt som stål, og det kan blive endnu stærkere. Det er en god elektrisk leder og en termisk isolator, og hvis det spindes til en tråd, kan tråden trækkes ud til dobbelt længde uden at miste ledeevnen. Det kan lyse, hvis man sætter strøm til det, og det kan fungere som en højttaler, fordi det kan opvarme luften omkring sig lynhurtigt,« fortæller Jens Vinther begejstret, mens han viser en af de allerførste prøver på en danskproduceret nanoskov frem:

»En nanoskov er ekstremt klæbende, omtrent på samme måde som fødderne på en gekko, og den kan bruges til vibrationsdæmpning. Den absorberer næsten alt det lys, der rammer den, så derfor kan den blandt andet bruges til supereffektive vakuumsolfangere, og den kan forhindre lys i at strejfe omkring i teleskoper. Det er næsten kun fantasien, der sætter grænsen.«

Nanoskovene gror frem i en maskine, en speciel DVC-ovn, som Jens Vinther efter adskillige års tilløb nu endelig har fået samlet i et interimistisk laboratorium i Risskov ved Aarhus. Teknologien blev udviklet af forskere fra University of Texas i Dallas, som tilbage i 2005 beskrev den i en artikel i det videnskabelige tidsskrift Science.

Den artikel vakte Jens Vinthers nysgerrighed, og han besluttede at prøve kræfter med nanoteknologiens fagre nye verden. Han uddannede sig til diplomingeniør i nanoteknologi og fik kontakt til de amerikanske forskere, som han siden har haft et fint samarbejde med.

Eneste maskine i Europa

Jens Vinther har ikke den store forstand på penge og forretningsplaner, men han får god økonomisk opbakning af og sparring fra investoren Simon Skouboe. Nu er der endelig blevet råd til maskinen i Risskov, der er den eneste af sin slags i Europa. I den vokser de små nanoskove på jernbelagte siliciumplader, der er 8-10 cm i længden og cirka fire cm i bredden. Varm acetylengas leverer de kulstofatomer, der får nanorørene til at gro nedefra og op.

De flervæggede kulstofnanorør, der hver består af adskillige rør inde i hinanden, klæber sig meget gerne til andre materialer, så hvis man for eksempel tager et barberblad, fører det helt hen til udkanten af skoven og trækker det vandret væk igen, så følger nanorørene med. På den måde kan Jens Vinther trække en cirka 18 mikrometer tynd og mange meter lang film, der består af et net af sammenhængende kulstof-nanorør.

For hver tre meter lang film, man trækker ud, forsvinder kun en enkelt centimeter af nanorørskoven, og det tager kun et minut at trække syv meter ud. Den tynde, gennemsigtige film er en form for aerogel, der ikke er meget tungere end luft. En kvadratmeter vejer blot 27 milligram.

Filmen er elektrisk ledende og klæbende, og den klapper sammen til en langt tyndere film med en tykkelse på omkring 50 nanometer, hvis den for eksempel dyppes i ethanol, der bagefter får lov til at fordampe væk.

Langt stærkere end stål

En luftig film af kulstof-nanorør kan holde til en hel del, og endnu bedre bliver det selvfølgelig, hvis flere lag klistres sammen. De amerikanske forskere har målt en trækstyrke på 465 megapascal pr. gram pr. kubikcentimeter for et 18-dobbelt lag, og det er langt mere, end selv det stærkeste stål kan byde på.

Det er netop på grund af den populære sammenligning med styrken af stål, at Jens Vinther har valgt navnet nanostål, selv om de to materialer i øvrigt ikke har meget med hinanden at gøre. Nanostål er let og superstærkt, og det må da være interessant for mange virksomheder, mener Jens Vinther.

Heri bakkes han op af Kristian Oluf Sylvester-Hvid, der er faglig leder i Center for Nano- og Mikroteknologi på Teknologisk Institut:

»Nanoteknologi har et kæmpe potentiale i forhold til industrielle anvendelser. Der har ikke været mange eksempler på brugen af nanoteknologi i industrielle produkter, men det her har en meget direkte appel til ingeniører. Nu kan man lave tråde og garn, stof og væv af kulstof-nanorør, og det giver en kildende fornemmelse – nu begynder det at blive til noget rigtigt,« siger han og fortsætter:

»Det er i letvægtskonstruktioner, dette materiale er interessant. Alle de steder, hvor vægten har kritisk betydning i forhold til elektriske, termiske eller styrkemæssige egenskaber, er det værd at kigge på kulstofnanorør.«

Nanostål på testbænken

Teknologisk Institut er blandt de første kunder i butikken hos Jens Vinther og hans firma, Carbon Nano Europe. Nu skal det vise sig, om det nanostål, som produceres nord for Aarhus, også dur til noget.

»Vi har bestilt nogle prøver, og så vil vi teste dem og finde ud af, hvad de kan,« fortæller Kristian Oluf Sylvester-Hvid. Og han har et særligt projekt i tankerne:

»Vi kunne godt tænke os at fremstille ultralette tryktanke til lagring af brint i små helikoptere eller fly. Brinten skal bruges i en brændselscelle, og så er spørgsmålet, hvor let man kan lave en tank, der kan holde til et tryk på 700 bar. Tråde af kulstof-nanorør kunne have et potentiale her.«

Kristian Oluf Sylvester-Hvid har stor respekt for Jens Vinthers projekt, men han påpeger dog også, at der internationalt er stærke konkurrenter på markedet for plader og tråde af kulstof-nanorør, der kan trækkes på flere forskellige måder. Desuden er det endnu ret usikkert, i hvor høj grad lange tråde har samme fantastiske egenskaber som de enkelte nanorør, men det er jo netop det, der nu skal undersøges.

Det er ikke kun Teknologisk Institut, der har vist interesse for nanomaterialet, fortæller Jens Vinther:

»DTU Vindenergi ved Risø er interesseret. De vil gerne finde ud af, om man kan bruge nanostål til at forstærke de kompositmaterialer, der bruges til vindmøllevinger. Elforsk har også været på besøg, og de var meget interesserede i at støtte forskning og udvikling af nanostål som energibesparende lyskilde og finde ud af, hvor nanostål kunne bidrage til at gøre produkter mere energieffektive.«

Jens Vinther håber, at danske virksomheder vil få øjnene op for mulighederne i nanoteknologi, nu hvor de kan få fingre i danske vareprøver. Hvis industrien vender tommelfingeren opad og vil skyde penge i udvikling af materialet, vil han bygge en større maskine, der kan producere nanostål i døgndrift.