Denne vesle brikka kan verte din nye fastlege

Nikolai Helth Gaukås var ein av finalistane i Forskar Grand Prix 2018. Foto: Julie Gloppe Solem/NTNU

– Kroppen vår er ei fantastisk maskin. Den kan snakke, tenke og lækje seg sjølv. Men vi brukar maskiner til å hjelpe kroppen: Bilar når føtene ikkje strekk til, og kalkulator når hovdet vårt ikkje klarer å rekne. Kvifor skal vi avgrense oss til maskiner og duppedittar rundt oss, kvifor ikkje inni? spør Nikolai Helth Gaukås.

28-åringen er stipendiat ved Institutt for materialteknologi ved NTNU.

Der forskar han på korleis han kan bruke miljøvenlege og billege materiale til å lage ein liten straumfabrikk i kroppen slik at teknologien kan tre inn.

Ein batterilaus pacemaker

På eit laboratorium i Trondheim freister Gaukås å lage nanofilmar av eit materiale som heiter kalium natrium niobat, eller KNN.

Nanofilmane er så små at ein ikkje kan sjå dei med det blotte auget – ein tusendel av tjukkleiken av eit hår. Dette er prøver på 1×1 cm. Dei sølvfarga prikkane er platina-elektrodar for måling av straumproduksjon. Foto: Nikolai Helth Gaukås

Materialet 28-åringen arbeider med er piezoelektrisk. Det tyder at det lagar straum når du klemmer på det. For piezoelektrisk materiale gjer mekanisk spenning – som trykk, lydbølgjer eller andre vibrasjonar – om til elektrisitet, og motsett.

Målet med forskinga til Gaukås er å skreddersy desse piezoelektriske nanofilmane slik at ein kan putte dei inn i kroppen til medisinske formål: 

– Om vi brukar det i kroppen kan vi til dømes gjere om hjarteslag til straum, slik at du kan bruke det til som straumkjelde i ein pacemaker. Samstundes kan slikt materiale fungere som ein trykksensor. Så det kan måle pulsen din, samstundes som den produserer straum frå hjarteslaga, forklarer Gaukås.

Såleis vert nanofilmane del av eit energikrinslaup, og vert som eit batteri du ikkje treng byte.

Visste du til dømes at piezoelektrisk materiale vert brukt ved ultralyd? Lær meir om korleis det fungerer her: 

Les også intervjuet med Torjus (24), ein av dei første kyborgane i Noreg.

Eit meir miljøvenleg alternativ

Gaukås sitt bidrag er vidare å lage det piezoelektriske KNN på heilt nytt og miljøvenleg vis:

– Den vanlegaste måten å lage dette på er ved å bruke dyre og giftige kjemikal, men eg byter desse ut med mellom anna vatn. I tillegg brukar eg enkle metodar og det enklaste utstyret, seier stipendiaten.

Piezoelektronisk materiale er allereie mykje i bruk: Den mest utbreidde varianten PZT finst til dømes i alle mobiltelefonar. Problemet er at denne inneheld bly og er giftig. Gaukås fortel at ein difor prøver å fase ut PZT, og erstatte den med miljøvenleg KNN. For også KNN kan lagast med dyre og giftige kjemikal:

– Eg prøver å utkonkurrere både det blyhaldige materiale og den dårlege måten å lage mitt materiale på, seier Gaukås.

Stipendiaten fortel at metoden han bruker er enkel å oppskalere til masseprouksjon: Automatisert og kostnadseffektiv industri kan ta over etter forskinga.

– Skal vi bruke mykje tid på å utvikle dyre implantat for rike, eller skal vi lage billige som fleire ha tilgang til?

Det vil likevel ta tid før teknologien Gaukås arbeider med vert tilgjengeleg for fattige, så vel som rike. Medan utviklinga av elektronikk i mobiltelefonar og datamaskiner har gått uhyre fort, tek nyvinningar innan medisin lenger tid.

Neste steg vert at Gaukås reiser til Sydney i Australia for å sjå korleis nano-filmane han utvikler reagerer i møte med celler i eit laboratorium. Vil cellene akseptere teknologien, eller støte den frå seg?

– Det er ganske vanskeleg med biomateriale som kan gå inn i kroppen. Det er ikkje alltid kroppen er like fornøgd, fortel Gaukås.

Men samstundes understreker stipendiaten at det ikkje er grunn til å vere skeptisk, for det er mykje vi putter i kroppen utan å heve eit augebryn: Vi syr sting, brukar kontaktlinser, og har p-stavar og tannimplantat.

Forskinga hans berre fører teknologien eit naturleg steg vidare:

– Vi trur dette vert ein stor del av framtida: Elektronikk i kroppen.

Les også: Hadde ikkje i sin villaste fantasi planlagt å jobbe på CERN