Kristopher Schau møter forskere: Hva har jordskjelv, kaffefiltre og lungene dine til felles?

Denne artikkelen er produsert og finansiert av Norges forskningsråd - les mer.

Verden er mer porøs enn du tror. 

Porøse medier er faste materialer med hulrom eller porer, hvor væsker eller gasser kan strømme gjennom. (Foto: Danielle Barnes / Unsplash)

De fleste tenker nok ikke over det, men vi lever i en verden full av porøse medier. Porøse medier er faste materialer med hulrom, eller porer, hvor væsker eller gasser kan strømme gjennom. 

For eksempel jord, stein, skumgummi, brød og menneskelig vev. 

Hvordan væsker og gasser beveger seg i disse porene, avhenger av materialets struktur og de fysiske kreftene som virker på det.

Likevel er forståelsen av dette fortsatt begrenset. Det vil forskerne ved Senter for porøse medier, PoreLab, gjøre noe med.

– Problemet med porøse medier er at det ikke er det mest sexy feltet i verden hvis man ikke vet noe om det, sier Alex Hansen. 

Han er leder for senteret og professor i fysikk ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU).

– Så vi har i grunn kommet til et veldig udekket bord.

På besøk i laboratoriet til PoreLab. Fra venstre: Nestleder Eirik Grude Flekkøy, forsker Marcel Moura, programleder Kristopher Schau og senterleder Alex Hansen studerer hvordan svart og hvit væske oppfører seg og hvilke mønstre som dannes på ferden gjennom et tynt rør med hindringer. (Foto: Andreas Kjensli Knudsen)

Programleder Kristopher Schau har møtt forskerne ved senteret. 

De driver forskning på et felt som berører nesten alle aspekter av livene våre – selv om vi sjelden tenker over det.

Er alt egentlig porøst?

Schau åpner intervjuet med et enkelt spørsmål: Er alt i verden porøst?

– Nei, men veldig mye er det, svarer Hansen. 

– Øyene utenfor Norge er porøse medier, lungene våre er et porøst medium og blod- og hårrørsystemet vårt er i høy grad porøst.

Men hva er ikke et porøst medium?

– Diamanter, sier Hansen.

Fra oljereservoarer til hudkrem

Forskningen ved PoreLab er relevant mange steder. For eksempel spiller porøse medier en avgjørende rolle i oljeindustrien. 

Når olje utvinnes fra reservoarer dypt under bakken, må man forstå hvordan væske strømmer gjennom porene i bergartene for å kunne hente ut mest mulig.

Men det stopper ikke der: Alt fra hvordan fuktighetskrem trekker inn i huden til hvordan vann filtreres gjennom jordsmonn og grunnvann er styrt av de samme prinsippene.

– Kaffetrakteren vår er avhengig av at kaffen er et porøst medium som vannet renner gjennom, sier Eirik Grude Flekkøy. Han er professor i fysikk ved Universitetet i Oslo (UiO).

– Og vi er selv porøse medier.

– Det vi driver med, er å forstå hvordan ting reagerer med overflater, legger Hansen til.

– Det er det som gjør porøse medier så interessante.

Gamle ligninger, nye løsninger

Forskere har i flere tiår brukt ligninger utviklet for oljeindustrien på 1930-tallet for å beskrive strømning i porøse medier. Problemet er at disse ligningene aldri egentlig har stemt helt.

– De var en gjetning, sier Hansen.

– Og de er fortsatt i bruk i dag, til tross for at vi vet at de ikke er nøyaktige.

Målet til forskerne er å utvikle bedre matematiske modeller. De skal kunne gi en mer presis forståelse av hvordan væsker beveger seg i porøse strukturer.

– Vi er i den merkelige situasjonen at vi har et felt som er ekstremt viktig, samtidig som vi vet nesten ingenting, sier Hansen.

Karbonlagring og smeltende permafrost

Et av de mest aktuelle forskningsområdene innen porøse medier er fangst og lagring av karbon. For å bremse klimaendringene jobbes det med teknologier for å fange CO₂ fra atmosfæren og lagre det trygt under bakken.

– Vi har forskere som jobber aktivt med dette, sier Flekkøy.

På den andre siden av klimaspekteret jobber forskerne også med å forstå hvordan permafrost smelter.

– Vi har et prosjekt hvor vi ser på hvordan vann i porøse medier smelter og tiner, sier Flekkøy.

– Det er relevant blant annet for hvordan tundraen oppfører seg.

Naturens skjulte mønstre

Noe av det mest fascinerende med forskningen på porøse medier er hvordan de samme mønstrene dukker opp i vidt forskjellige systemer.

– Når væske strømmer gjennom et porøst medium, danner den ofte forgrenede mønstre som ligner trerøtter eller elver.

Forskerne ser de samme mønstrene i hvordan vann sprer seg i jordsmonn, i hvordan blodårer vokser og til og med i lynet på himmelen.

Bildet viser hvordan en væske har trengt gjennom porer i et materiale og hvilke mønstre som dannes når væsken flyter gjennom det. (Foto: Andreas Kjensli Knudsen)

Et laboratorium for samarbeid

Fysikere, kjemikere, ingeniører, biologer og geologer – forskningssenteret er et eksempel på hvordan tverrfaglig samarbeid kan drive forskningen fremover.

– Når du samler folk fra forskjellige fagfelt i samme rom, snakker de først helt forskjellige språk, sier Hansen.

– Men etter hvert finner vi felles begreper. Det åpner opp for helt nye måter å tenke på.

– Vi har forskere fra hele verden som kommer hit for å jobbe med oss, sier Hansen.

– Hvis vi lykkes med forskningen vår, vil vi ikke bare forstå porøse medier bedre, men også kunne forutsi og løse utfordringer som spenner fra energi og miljø til medisin og materialvitenskap, sier Hansen.

En ting er sikkert: Verden er mer porøs enn du tror.

Hør hele episoden her: