Til projektoversigt

Troels Skrydstrup er gået fra grundforskning til anvendt forskning og vil nu knække koden til at genanvende plast

Månedens Forsker #9 2022

I de første mange år af sin karriere nørdede Troels Skrydstrup igennem i kemiens grundbestanddele. I de senere år har han fået smag for den mere anvendte forskning, som skal bringe løsninger på nogle af de store klima- og miljøudfordringer, som vi står overfor. Senest har han blandt andet kastet sig over studiet af plastmaterialerne polyurethan og epoxy med det formål at opfinde en metode til at genanvende dem.

Min interesse i naturens beskaffenhed stammer helt tilbage fra min barndom. Jeg er opvokset i Canada, hvortil mine forældre valgte at emigrere, da jeg var fem år gammel. Jeg kan huske, at vi sejlede derover med skib. Al min skolegang frem til mit kandidatstudium på universitetet foregik derfor der.

Det stod dog ikke skrevet i stjernerne, at jeg lige skulle være kemiker. Efter high school var jeg i tvivl, om jeg skulle kaste mig over biologi eller astronomi. Jeg havde altid været god til de mere hårde fag i skolen, men havde det derimod svært, når vi skulle analysere tekster og lede efter betydninger bag ordene. Så der var ingen tvivl om, at jeg skulle beskæftige mig med naturvidenskab i en eller anden forstand.

Det betød, at jeg i en ret ung alder blev en slags ekspert i anvendelse af metaller – i fagsprog kaldet lanthanider - i den organiske kemi.

Jeg endte med at vælge at læse biologi på Queens University. Men jeg blev hurtigt meget skuffet over undervisningen, som foregik i klasser med omkring 600 studerende. Og så var det endda kun nogle af os, der fik live-undervisning. Andre – herunder jeg selv – blev overladt til undervisning per båndoptager. Inden det første år var gået, var jeg derfor klar over, at jeg ikke skulle fortsætte med biologi.

Heldigvis stiftede jeg bekendtskab med en professor i kemi, som var virkelig inspirerende. Jeg startede derfor på et nyt studie, der hed ’engineering chemistry’. Det var sådan en mellemting mellem et hard core kemiingeniørstudium og et kemistudium, som var både anvendelses- og forskningsorienteret på én gang.

Jeg blev hooked på det og brugte de næste fire år - som er den tid, det tager i Canada - på at blive bachelor. Jeg var dog på det tidspunkt blevet mere nysgerrig på det danske, så jeg tog springet og søgte ind på det daværende Polyteknisk Læreanstalt, hvor jeg startede på kandidatuddannelsen i 1983. 

Skiftet til Danmark betød, at jeg var nødt til at lære dansk på et højere niveau, end jeg havde gjort gennem min barndom, hvor mine forældre nok talte dansk til mig og mine søskende, men hvor jeg altid selv havde talt engelsk.

Årene i Danmark gik godt, og efter at jeg blev cand.polyt. i 1985, fortsatte jeg i et ph.d.-studium frem til 1988, hvor jeg arbejdede med fremstilling af naturlige svovlforbindelser. Herefter tog jeg via en kontakt, som min vejleder havde, til l’Institut de Chimie des Substances Naturelles (ICSN) i Frankrig og gennemførte nogle postdoc-forløb, hvor jeg blandt andet arbejdede med fremstilling af komplekse naturstoffer, der udviste interessante anti-cancer egenskaber.
Helt personligt må jeg dog tilstå, at jeg bliver træt af at beskæftige mig med det samme gennem for lang tid.

Senere, efter både at have været ansat på Carlsberg Laboratorium i årene 1989 til 1990 og så igen på ICSN fra 1990­-1992, fik jeg en stilling som forsker i det franske forskningsvæsen, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), hvor jeg tilbragte fem år først i Orléans og så derefter i Paris. I starten af 1997 vendte jeg tilbage til Danmark, hvor jeg blev ansat på Kemisk Institut på Aarhus Universitet.

Fra jeg startede i CNRS, og indtil jeg kom til Aarhus, arbejdede jeg med et ret obskurt grundforskningsområde, der kort fortalt gik ud på at opbygge komplekse molekyler med ualmindelige metaller. Vi udviklede konkret en metode til at danne kulstofbindinger på biomolekyler, som betød, at vi eksempelvis kunne modificere sukkermolekyler og aminosyrer. Hermed opstod der kemiske varianter, som vi normalt ikke kunne få adgang til, men som kunne bruges inden for den medicinske verden. Ikke som lægemiddel, men til at studere forskellige biologiske processer.

Der var ikke ret mange forskere, der arbejdede med de her ting – nok fordi det var temmelig besværligt. Det betød, at jeg i en ret ung alder blev en slags ekspert i anvendelse af metaller – i fagsprog kaldet lanthanider - i den organiske kemi. Eksempelvis blev jeg inviteret til konferencer, som jeg ikke ellers ville være blevet indbudt til. Det var dog ikke fordi, vores forskning var en nøgle til at løse verdens problemer. Men vi fik skabt en masse ny basal viden og udviklet et felt.

Faktisk kan jeg takke en ulykke på Aarhus Universitet for den vel nok største opdagelse, jeg har gjort gennem tiden.

På Aarhus Universitet har jeg nu været i 25 år, og hvis der er én ting, der har kendetegnet mig, er det, at jeg i de år har kastet mig over rigtig mange forskellige forskningsemner. Også langt flere end de fleste forskere gør i løbet af deres liv.

Det kan på sin vis være fornuftigt at sprede sit engagement, fordi man ender med at vide noget om meget. Men man skal undervejs passe på ikke at blive for tyndbenet, så man ender med at vide for lidt til at kunne grave det spadestik dybere, som er nødvendigt for at kunne gøre de store nye opdagelser.

Helt personligt må jeg dog tilstå, at jeg bliver træt af at beskæftige mig med det samme gennem for lang tid. Så jeg har haft det godt med at arbejde med så forskellige ting som isotopmærkning af biologiske aktive stoffer og plastnedbrydning.

"Det stod ikke skrevet i stjernerne, at jeg lige skulle være kemiker", fortæller Månedens Forsker Troels Skrydstrup.

Jeg har også altid trivedes med det strikt akademiske. Jeg tror, at jeg ret tidligt i mit liv – uden at jeg måske var så bevidst om det – vidste, at jeg ville arbejde på et universitet. Jeg kan huske, at jeg kort forinden, jeg blev færdig med min ph.d., fik tilbudt en stilling hos Novo Nordisk, men jeg sagde nej tak. Om det var det rigtige at gøre, ved jeg jo ikke i dag. Men i hvert fald har trangen til at forske i lige præcis de ting, der interesserer mig, været stærkere end ønsket om at arbejde i en virksomhed, selvom lønnen er højere der.

Nogle af de største opdagelser, jeg har været med til at gøre, er sjovt nok sket ved tilfældigheder. Det passer jo meget godt med, at det i grundforskningen gælder om at lægge skyklapperne, forfølge nye veje og se muligheder i det uventede. For lige præcis dér kan de store opdagelser gemme sig.

Vores metode er blevet brugt af flere af de store farmaceutiske virksomheder i verden.

Faktisk kan jeg takke en ulykke på Aarhus Universitet for den vel nok største opdagelse, jeg har gjort gennem tiden. I forbindelse med, at vi arbejdede med katalyse, som er en måde at fange kemiske reaktioner på, arbejdede vi også med den giftige gas kulilte. Vi eksperimenterede med forskellige forsøg med både katalyse og denne kulilte-gas, som kan være ekstremt farlig, hvis den siver ud i et lukket rum, hvor den ikke bliver blandet op med luft.

Pludselig opdagede vi, at flasken med kulilte var utæt. Vi var nødt til at rømme hele laboratoriet og etagen, og efterfølgende fik vi tilkaldt en sikkerhedsrepræsentant iført iltmaske for at få løst problemet. Det var en temmelig utålelig situation, men heldigvis kom ingen til skade.

Jeg besluttede derefter, at vi ikke længere skulle arbejde med kulilte fra en flaske. Fra et andet projekt, som vi var i gang med, fik vi imidlertid ideen til en måde at frigøre en smule kulilte, så vi ikke behøvede at arbejde med en hel flaske for at fremkalde den kemiske reaktion, som vi var ude efter. Det viste sig at være en smart måde at håndtere en giftig gas på, fordi det lod os frigive lige præcis den mængde kulilte, vi havde brug for.

Plast er grundlæggende opbygget af en slags ”perler”, der hænger sammen på en ”snor”. I et genanvendelsesøjemed ønsker man sig at kunne pille de små perler fra hinanden.

Metoden kunne også bruges til en masse andre eksperimenter, herunder eksperimenter med cyanbrinte og methanthiol, som også er et forfærdeligt giftigt stof at arbejde med. Vi publicerede vores arbejde og blev faktisk ret berømte for det sidenhen. Vi startede også en virksomhed, der solgte både reaktorerne til at håndtere kemikalierne og de kemikalier, der kunne frigive de giftige gasser under kontrollerede betingelser.

Det viste sig tilmed, at vores opdagelse var interessant for industrien, der laver kemiske reaktioner med brug af de her gasser som reagens. Samtidig kunne metoden bruges inden for udvikling af lægemidler, der jo skal testes på både dyr og mennesker, inden de kan godkendes. Konkret kunne metoden bruges til at udskifte det kulstof, som de fleste lægemidler indeholder, med et radioaktivt kulstof, eksempelvis kulstof 14. Denne udskiftning gør det muligt at følge radioaktivitet og dermed se, hvad der sker med det potentielle lægemiddel i kroppen.

Vores metode er blevet brugt af flere af de store farmaceutiske virksomheder i verden. For eksempel gennemførte AstraZeneca i 2012 forsøg med et nyt lægemiddel mod æggestokkræft. Her bidrog vi til at udvikle lægemidlet i den sidste fase af forsøget. Selvom det er omfattet af fortrolighed, ved vi, at andre af de store virksomheder også har brugt vores metode.
 


For cirka fem år siden skiftede jeg forskningsspor igen. Det skete i forbindelse med, at jeg sammen med en nu tidligere kollega begyndte at interessere mig for genanvendelse af plast. Plast er grundlæggende opbygget af en slags ”perler”, der hænger sammen på en ”snor”. 

I et genanvendelsesøjemed ønsker man sig at kunne pille de små perler fra hinanden. Men det er ikke nemt, hvilket også er en af de vigtigste forklaringer på, hvorfor plast er så holdbart og svært at destruere. Det gælder også for visse plasttyper, at man heller ikke kan smelte molekylerne om, for så brænder de. Disse udfordringer gør mange plasttyper svære at genanvende, når de har udtjent deres rolle i et produkt.

I mit Semper Ardens-projekt har vi kastet os over plasttypen polyurethan, der blandt andet findes i isoleringsmateriale, skosåler, madrasser mv. Vi kigger også på plastmaterialet epoxy, som blandt andet findes i vindmøllevinger. Ingen af disse kan genanvendes, som det er nu, men det bliver vi nødt til at finde en løsning på, fordi industrier, der benytter disse former for plast, er i hastig vækst. Ikke mindst vindmølleindustrien.

Vi undersøger blandt andet, om vi kan omdanne plastaffald til noget, der kan bruges til at opfange CO2. Altså om vi kan bruge affald til at fange affald, så at sige.

Selvom mange arbejder med det her, er der dog indtil videre ikke fundet mange gode løsninger. Foreløbig er vi dog kommet så langt i vores forsøg på at udvikle kemiske metoder til nedbrydning af plasttyperne, at vi har indsendt to patentansøgninger og har en tredje på vej.

Når jeg ser tilbage på mit forskerliv, kan jeg konstatere, at jeg over årene er gået fra at være den, der nørder, til den der finder på løsninger. Med alderen synes jeg jo, at det er blevet mere og mere vigtigt at bidrage til at løse de enorme udfordringer, som verden står over for.

Eksempelvis arbejder jeg lige nu sammen med kolleger på at udvikle nye metoder til at fange og omdanne CO2 til nyttige kemikalier. Vi undersøger blandt andet, om vi kan omdanne plastaffald til noget, der kan bruges til at opfange CO2. Altså om vi kan bruge affald til at fange affald, så at sige. 

For at komme med bud på nye teknologier til det, er vi nødt til at kombinere en ”hård” videnskab som kemi med biovidenskab. Og vi er frem for alt nødt til at bringe forskellige fagligheder sammen og ad den vej formulere nye ideer. Det nytter ikke at kaste alle forskningsmidler i én retning, for der er brug for at arbejde sammen fra mange sider, så vi kan bringe en variation af løsninger i spil.

Det er dog vigtigt at understrege, at der ikke kun skal findes teknologiske løsninger på de store klima- og miljøudfordringer, vi står over for. Teknologier som dem, der arbejdes på i de her år, vil nemlig skulle bruge meget mere energi, end vi genererer i dag, fordi CO2-udledningen er så massiv. 

Der er altså brug for, at vi som mennesker også begynder at opføre os anderledes og ændrer vores adfærd. Der skal tænkes alternativt, og med den energisituation, vi står i lige nu, haster det ikke mindre at få bedret tingenes tilstand. Hvis der er noget, jeg håber, er det, at vores forskning i en ikke så fjern fremtid kan bruges til at afhjælpe nogle af vores problemer. Allerhelst kunne jeg ønske mig, at en stor virksomhed ender med at bruge en af de kemiske processer, som vi har opfundet, til genanvendelse af plast eller anvendelse af CO2.

Læs artiklen 'Forskere finder metode til at nedbryde polyuretan' (21.06.2021)