Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Tuukka Verho

2017-11-17 12:00:00 2017-11-17 23:59:47 Europe/Helsinki Väitös teknillisen fysiikan alalta, DI Tuukka Verho Väitöskirjan nimi on: Toughness and Flaw Tolerance by Biologically Inspired Approaches http://www.aalto.fi/fi/midcom-permalink-1e7a28641a77544a28611e7b53c8d21dc6c21af21af Maarintie 8, 02150, Espoo

Väitöskirjan nimi on: Toughness and Flaw Tolerance by Biologically Inspired Approaches

17.11.2017 / 12:00
Aalto-yliopisto, sali AS1, Maarintie 8, 02150, Espoo, FI

Diplomi-insinööri Tuukka Verho väittelee perjantaina 17.11.2017 klo 12 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa, salissa AS1, Maarintie 8, Espoo. Väitöskirjassa "Toughness and Flaw Tolerance by Biologically Inspired Approaches" tutkittiin simpukan helmiäistä matkivaa savi-polymeerikomposittia. Työssä kehitettiin menetelmä paksujen komposiittilevyjen tuottamiseen ja perehdyttiin materiaalin murtuma- ja sitkeysominaisuuksiin sekä kosteusherkkyyteen.

Simpukan helmiäinen ja monet muut luonnonmateriaalit yhdistävät elinympäristönsä rakennusaineita hienostuneesti kasvattaakseen kestävän, jäykän ja sitkeän tukirangan tai suojakuoren. Eriomaisten mekaanisten ominaisuuksien taustalla on hienovarainen mikro- ja nanorakenteen sekä molekyylitason vuorovaikutusten hallinta. Ottamalla mallia luonnonmateriaaleista voisimme tuottaa keveitä rakennemateriaaleja ympäristölle vaarattomilla ja vähän energiaa vaativilla valmistusmenetelmillä.

Simpukan helmiäisessä kovat, alle mikrometrin paksuisiset kalkkimineraalilaatat on ladottu kerroksittain toistensa päälle niin, että välissä oleva biopolymeerikerros mahdollistaa niiden iskuenergiaa sitovan liukumisen toisiaan vasten. Tätä kovuutta ja sitkeyttä yhdistävää rakennetta matkien on kehitetty nanosaviliuskoja ja polymeeriä yhdistävä kalvomateriaali, jossa nanopaksuiset saviliuskat asettuvat kerroksittaiseksi rakenteeksi välissään sitkistävää polymeeriä. Väitöskirjassa vastattiin materiaalia koskeviin avoimiin kysymyksiin: kuinka tehdä materiaalista ohutta kalvoa paksumpia levyjä, mitkä ovat materiaalin sitkeys- ja murtumaominaisuudet, ja miten kosteus vaikuttaa vesiliukoisista aineista koostettuun materiaaliin. Tulokset mahdollistavat entistä parempien helmiäistä ja muita luonnonmateriaaleja matkivien materiaalien kehittämisen.

Väitöstiedote (pdf)

Vastaväittäjä: Associate Professor Francois Barthelat, McGill University, Kanada

Kustos: professori Olli Ikkala, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Elektroninen väitöskirja: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-60-7688-1