Anne Ladegaard Skov får idéer hele tiden. Faktisk kommer der så mange idéer, at det nogle gange handler om at holde dem væk. Idéerne relaterer sig til hendes forskning inden for silikone-baserede elastomerer, der bruges til såkaldte kunstige muskler, der efterligner den måde, vores muskler fungerer.
Det har bidraget til nye bionedbrydelige silikonematerialer og en lang række produkter med forskellige egenskaber som bløde, menneskelignende robotter, øjeimplantater, kunstig hud og gigantiske anlæg, der høster bølgeenergi. Senest er hun gået i gang med at udvikle kunstige muskler af silikone og edderkoppesilke, der er fremstillet i laboratorier via fermentering. Alle teknologier, der er med til at skabe en bæredygtig verden og teknologi for mennesker.
Opfindelserne har gjort professor, Dr. Techn. Anne Ladegaard Skov fra DTU Kemiteknik til en af verdens førende forskere inden for kunstige muskler. Torsdag den 10. november får hun Grundfosprisen 2022 for sin nytteinspirerede og samfundsforandrende forskning. Med prisen følger 1 mio. kr. hvoraf 750.000 kr. går til forskning inden for området. Resten går til Anne Ladegaard Skov personligt.
”Anerkendelsen betyder enormt meget - både personligt og fagligt. Det er samtidig et stort rygklap til mig, mine studerende og ansatte gennem tiden. Det giver lyst og mod til at arbejde videre med at realisere mine vilde skrivebords-idéer, så de bliver rigtige produkter til gavn for mennesker,” siger Anne Ladegaard Skov.
Udfordringer giver energi
Når hun møder udfordringer, som skal løses, bliver hun fyldt med energi. Som barn syntes hun, at det var sjovt at reparere og fikse alt. Hun var ekstremt nysgerrig, interesseret i naturvidenskab og elskede matematik. Fritiden gik med at ride og læse uendelig mange bøger.
Hendes drøm var oprindelig at blive dyrlæge. Men hun måtte sadle om, da hun udviklede allergi. I stedet blev hun fascineret af det naturvidenskabelige miljø, da hun begyndte i gymnasiet. Efter et ophold i Moskva, hvor hun deltog i den internationale kemiolympiade, fandt hun ud af, at hun ville noget med kemi og fysik.
Turen blev et vendepunkt og åbnede op for en erkendelse af, at der er uendelig meget, vi endnu ikke ved inden for naturvidenskaben. Hun valgte at læse på DTU, hvor der er gode muligheder for at komme på udveksling, og de følgende år tog hun sin bachelor med udvekslingsophold i Australien og skrev kandidatafhandling i Italien. Forskerkarrieren begyndte med en ph.d. om matematisk modellering af silikonematerialer på DTU med forskningsophold i England.
Genbruger spild og affald
I dag forsker Anne Ladegaard Skov inden for dielektriske elastomerer, der populært bliver kaldt kunstige muskler. Det er en slags gummibånd, som bevæger sig, hvis de udsættes for en elektrisk spænding. På den måde kan de strækkes op til flere hundrede procent og derefter vende tilbage til deres oprindelige form. Det betyder, at man kan anvende dem inden for stort set alle sammenhænge, hvor mekanisk bevægelse er en del af teknologien som for eksempel pumper, ventiler, robotter, generatorer og sensorer.
I sin forskning fokuserer hun på at genanvende silikone-elastomerer, som er lette og nemme at formgive med korte procestider og lavt energiforbrug. Og så kan de reparere sig selv. Det medfører desuden, at man kan genbruge spild og affald.
”Dielektriske elastomerer er en interessant teknologi, der både kan bruges til kunstige muskler og til at udvinde energi fra havets bølger. Man kan sammenligne dielektriske elastomerer med vita-wrap, det er bare elastisk. Når vi sætter strøm til materialet, omsætter vi elektrisk energi til mekanisk bevægelse. Det er det, vi kalder kunstige muskler. Men vi kan også tage bevægelsen og lave den om til elektrisk energi,” siger Anne Ladegaard Skov.
Hjælper hjertet med at slå
Når hun skal nævne det næste vendepunkt i karrieren, peger hun på et stort Danfoss-projekt, hvor hun udviklede dielektriske elastomerer til ventiler i termostater. Teknologien var dog i sin spæde start på det tidspunkt, og det var svært at sælge produktet på markedet. På samme tid måtte europæiske forskere opgive at kommercialisere lignede produkter. Det samme måtte Danfoss gøre.
Samarbejdet sluttede. Men selv om Anne Ladegaard Skov tvivlede på om teknologien nogensinde skulle blive til noget, tog hun udfordringen op og fortsatte forskningen uden virksomhedssamarbejdet. Det viste sig, at et af materialerne, der skulle have været brugt til ventiler, kunne bruges på en ny måde til medicingivende plastre. Det åbnede op for en verden inden for sundhedsteknologien.
Mens Anne Ladegaard Skov etablerede virksomheden Glysious, som producerer silikonebaserede plastre, der kan frigive aktive stoffer til hud og sår, gik hun samtidig i gang med at udvikle kunstige muskler til at hjælpe svage hjerter med at slå. I øjeblikket arbejder hun med at blødgøre de kunstige muskler så meget, at de har samme struktur som det menneskelige væv.
”Jeg forestiller mig, at vi kan udvikle et slags ærme, som man kan sætte rundt om hjertet for at give det ’power’ til at slå. Det vil f.eks. kunne bruges af patienter med hjerter, der ikke slår så hårdt længere eller til ældre med reducerede kræfter. Men man kan også bruge de kunstige muskler i forskellige devices til f.eks. at bevare tarmens bølgende bevægelser for at hjælpe fordøjelsen på vej. Det er ofte et stort problem for ældre,” siger Anne Ladegaard Skov.
Bluse giver ekstra kræfter
Senest har hun modtaget 48 mio. kr. fra Novo Nordisk Fondens ambitiøse Challenge Programme til at udvikle kunstige muskler af silikone og edderkoppesilke. Målet er at bruge naturens byggesten til at lave elektroder med lange tråde af edderkoppesilke og undersøge, hvordan man kan spinde dem sammen med forskellige væveteknikker.
Sammen med forskere fra École Polytechnique Fédérale de Lausanne og University i Boston vil hun nu udvikle en ’aktiv’ trøje, hvor de kunstige muskler sidder uden på kroppen. Når trøjen trækker sig sammen, giver den brugerne 5-10 kg ekstra løftekraft. Det vil f.eks. kunne hjælpe bevægelseshæmmede som ældre eller handicappede med at løfte tunge ting som en indkøbskurv.
Hendes store viden inden for silikonematerialernes egenskaber har givet anledning til en række nye anvendelsesområder og kommercielle muligheder med global rækkevidde. Det skyldes ikke mindst, at hun samarbejder med førende forskningsgrupper fra blandt andet Harvard University og Massachusetts Institute of Technology (MIT) samt internationale virksomheder, som anvender nogle af hendes opfindelser til design af materialer.
Hendes næste projekt bliver at bruge bevillingen fra Grundfos til at afprøve en vild idé om at udvikle implantater, der injiceres i kroppen og programmeres til at tage en bestemt form efter injektionen. Det vil potentielt kunne reducere nuværende komplikationer med udstødning af implantatet fra kroppen:
”Fællesnævneren for mine projekter er nok, at de løser mange forskellige samfundsudfordringer som at afhjælpe et uhensigtsmæssigt energiforbrug – og finde løsninger til klimakrisen. Men det giver mig altid en ekstra glæde, når de tilfører livskvalitet til de svagere grupper i samfundet.”
Læs: Professor i kemiteknik vinder Grundfosprisen 2022
