Professor Carlson kan for eksempel fortelle hvordan 35 eksperimenter kan være like bra som 600, og hvordan molekylegenskaper kan beregnes med pc istedenfor superdatamaskin.

- Tenk deg at du skal gjøre et eksperiment som aldri tidligere er blitt gjort, og så skal du velge mellom ti løsningsmidler, ti katalysatorer og ti potensielle substrater. Da finnes det i prinsippet 1 000 ulike måter å gjøre eksperimentet på, forteller Carlson.

Ny metode

De færreste kjemikere trives så godt på laboratoriet at de vil teste 1000 kombinasjoner for å finne den beste utformingen av eksperimentet.

Derfor har Carlson, som jobber med eksperimentell kjemi og organisk syntese, utviklet en metode som gjør det mulig å redusere antallet kraftig.

Metoden har også et miljøvennlig perspektiv, fordi den gjør det mulig å finne prosesser som gir mindre energiforbruk og reduserte utslipp.

- Dette handler om å få orden på hvordan man skal tenke når man skal gjøre et kjemisk eksperiment, forteller han.

35 like godt som 296

Professor Carlson og kollegene ved Institutt for kjemi ved Universitetet i Tromsø har blant annet brukt metoden til å analysere et eksperiment der valget stod mellom mellom 12 katalysatorer, ti løsningsmidler og fem testsubstrater, altså 600 mulige kombinasjoner.

- Først gjorde vi 296 eksperimenter, og da viste det seg at 162 av dem fungerte. Deretter brukte vi metoden vår, som er basert på projeksjoner og en diskriminantanalyse, og da viste det seg at 35 forsøk var nok til å finne det beste eksperimentet.

Med andre ord: Med 35 forsøk kan du spenne opp hele den variasjonsbredden som finnes i de 600 mulighetene, forteller Carlson.

Så forskjellige som mulig

Metoden bygger på det som kalles kjemometri og multivariate matematiske og statitiske metoder, og handler om å utforme eksperimentene slik at de blir så forskjellige som mulig.

Professor Carlson er en pioner på dette området og har blant annet fått Swedish Chemical Societys hedersmedalje i gull i 2003. Hans lærebok «Design and Optimization in Organic Synthesis» kom for 14 år siden og er blitt en bestselger på området.

I 2004 utga Carlson en oppdatert utgave i samarbeid med eldstesønnen, som er dosent i matematisk og statistisk analyse av ultralydsignaler.

Fra underskudd til overskudd

Professor Carlson og en stipendiat har senere utviklet en metode som gjør det mulig å beregne molekylegenskaper på pc istedenfor på superdatamaskin, basert på semi-empiriske metoder.

- Du trenger som regel ikke seks desimalers nøyaktighet når du skal regne ut en elektronfordeling, forklarer han.

Carlson ble interessert i å kombinere statistikk og kjemi for mer enn 30 år siden, men slet lenge med å få penger til forskningen.

Vendepunktet kom da han holdt et 20 minutter langt foredrag for en kriserammet svensk bedrift, som produserte fuktighetsbevarende kjemikalier til bruk i mørtel og tapetlim og slikt.

Metodeutvikling

Etter Carlsons innlegg besluttet sjefen å bruke kjemometriske metoder for å analysere prosessen, og resultatet ble en ny prosess som både var billigere, ga bedre resultater, og i tillegg gjorde det mulig å skreddersy nisjeprodukter.

Bedriften gikk fra et underskudd på 7 mill.kr. det ene året til et overskudd på 20 mill.kr. neste år, og deretter begynte Carlson å få bevilgninger til forskningen.

- Min rolle er å drive med metodeutvikling og gi råd til andre eksperimentelle kjemikere, slik at de ikke kaster bort tid og penger på unyttige forsøk, oppsummerer Carlson.