Ikkalan ryhmä on kiinnostunut luonnossa esiintyvistä lujista ja keveistä itsejärjestyneistä nanokomposiittirakenteista, kuten simpukan kuoren alla esiintyvästä helmiäisaineesta sekä silkin ja nanoselluloosan kaltaisista biologisista kuiduista. Useat luonnon lujat materiaalit rakentuvat sekä yhdensuuntaisista lujista elementeistä että pehmentävistä ja sitkistävistä makromolekyyleistä. Rakenteita muodostuu kaiken kokoisia, ja niissä yhdistyvät vastakkaiset ominaisuudet: lujuus ja sitkeys.

Materiaalitieteen kannalta on houkuttelevaa tunnistaa ominaisuuksien fysikaaliset syyt ja tuottaa vastaavia rakenteita ja toimintoja.  Luonnon materiaalit ovat muodostuneet pitkän evoluution aikana, ja niiden tuottaminen on hidasta ja erittäin kallista. Biomimetiikka tutkii siis keinoja luonnon materiaalinmuodostuksen jäljittelemiseksi.

– Luonnossa olevat materiaalit ovat usein yhtä aikaa jäykkiä, lujia, sitkeitä ja keveitä. Tällaisen materiaalin suunnitteleminen  on hyvin vaikeaa, mutta luonnosta oppia ottamalla olemme siinä edistyneet, akatemiaprofessori Olli Ikkala kertoo.

 Sovellusten tavoitteena teknologinen tuotannollisuus, mutta Ikkala huomauttaa sovellusten nousevan vain nanorakenteiden teoreettisen ymmärryksen kautta.

– Lopulta näköpiirissä on jopa suunnitella luontoa parempia uusia materiaaleja, joilla on uusia ominaisuusyhdistelmiä, Ikkala ennakoi.

Ikkalan ryhmä on jo onnistunut tuottamaan monenlaisia nanomateriaaleja.

– Pyrimme jäljittelemään esimerkiksi simpukankuoren ja silkin ominaisuuksia. Runsas vuosi sitten esittelimme ensimmäisenä maailmassa kevyen ja lujan helmiäisen materiaalin, jota on varsin helppo tuottaa. Tärkeä tieteellinen ongelma on selvittää, miten sitkeyttä aikaansaavat polymeerit käyttäytyvät nanokoossa. Olemme myös valmistaneet uudenlaisia taipuisia ja funktionaalisia, ultrakevyitä huokoisia materiaaleja eli aerogeeleja.

Materiaalien ominaisuudet aukeavat vähitellen

Biomimeettisten nanokomposiittien ominaisuuksien tutkimus perustuu itsejärjestymisen lähtöaineiden selvittämiseen. Lähtöaineita voivat olla esimerkiksi nanoliuskeet, polymeerit, hiilen uudet olomuodot, pinta-aktiivit ja myös nanoselluloosa.

– Selluloosa on erityisen kiinnostava, koska se on maailman yleisin polymeeri, ja sitä saadaan uusiutuvista metsistämme. Nanokokoiset selluloosakuidut vertautuvat lujuudeltaan metalleihin, mistä kumpusikin kiinnostus nanoselluloosan hyödyntämiseen biomimeettisten itsejärjestyvien lujien materiaalien suunnittelussa, Ikkala kertoo.

– Silkki on malliesimerkki mekaanisesti erinomaisesta kuidusta, tosin vain kallis. Sitä osataan jo tehdä mikrobiologisin ja geneettisin menetelmin, mutta tuotantokustannukset ovat silloinkin korkeita.

Syitä silkin erinomaisiin mekaanisiin ominaisuuksiin ei vieläkään täysin tunneta, joten silkin biometiikkakin on vielä alkutekijöissään.

Tutkimme  nanoselluloosaan ja makromolekyylien itsejärjestymiseen perustuvia kehrättäviä biomeettisiä kuituja ja kalvoja. Yhdistämme koko ajan kasvavaa tietoa silkin ja muiden biologisen materiaalien ominaisuuksiin vaikuttavista rakenteista, Ikkala avaa tutkimustaan.

Euroopan tutkimusneuvoston rahoituksella ryhmä pääsee myös tutkimaan, miten biomimeettisiä materiaaleja voidaan säädellä ulkoisesti ohjaamalla – kovasta pehmeäksi, ja takaisin.

– Tällä hetkellä maailmalla tutkitaan kiivaasti materiaalien haptiikkaa eli kosketuskäyttäytymistä.  Molekyylimateriaalien laboratoriossa tutkitaan, miten materiaalien mekaanisia ominaisuuksia voidaan ohjailla, Ikkala kertoo.

Lisätietoja:
Akatemiaprofessori Olli Ikkala, olli.ikkala@aalto.fi, 050 410 0454

Menetelmä on suunniteltu ja sitä on toteutettu viime vuonna Qatarissa osana Aalto-yliopiston tryffeliprojektia, jonka tarkoituksena on lisätä Qatarin aavikkotryffelien satoa luonnollisissa kasvuympäristöissään.

Projektissa koepelto jaettiin kahteen lohkoon, joista toinen oli varsinainen koepelto ja toista käytettiin verranteena. Menetelmällä pyrittiin kasvattamaan luonnollinen sato kaksinkertaiseksi ensimmäisen vuoden aikana ja seuraavina vuosina jopa 5–6-kertaiseksi. Menetelmä on kehitetty Bioprosessitekniikan laboratoriossa sekä Juvan Tryffelikeskuksessa.

– Tulokset osoittivat, että tryffelisato suurentui huomattavasti pellossa, johon menetelmää oli käytetty. Qatarilaiset kumppanimme poimivat testipellosta yli 35 tryffeliä päivän aikana tammikuussa.

– Poimittujen tryffelien paino vaihteli välillä 55–290 g, kun taas verrannepellossa oli vain muutamia tryffeleitä. Sato on kasvanut ensimmäisellä kasvukaudella yli viisinkertaiseksi menetelmän käyttämisen jälkeen. Sadon kasvattamisen lisäksi tekniikka lisäsi tryffelien kokoa ja painoa: suurin tryffeli painoi 290 grammaa, tutkija Salem Shamekh kertoo.

Aalto-yliopisto ja Juvan Tryffelikeskus aloittivat joulukuussa tryffelintutkimusprojektin, jolla tuetaan ympäristöä säästävän ja ilmastonmuutoksen vaikutukset kestävän tryffelinviljelyteollisuuden kehittymistä Qatarissa. Tutkimus pohjautuu olemassa olevaan tryffelinkasvatusosaamiseen, joka perustuu Qatarin ja Suomen väliseen pitkäaikaiseen yhteistyöhön. Projekti kestää kolme vuotta. Projekti aloitettiin jo tryffelikauden (2011) aikana tammi–maaliskuussa, jolloin tryffeli- ja maaperänäytteitä sekä isäntäkasveja kerättiin luonnolliselta kasvupaikaltaan jatkotutkimuksia varten.

Lisätietoja:

TkT Salem Shamekh
Aalto-yliopisto
Kemian tekniikan korkeakoulu
Biotekniikan ja kemian tekniikan laitos
salem.shamekh@aalto.fi. 470 22545

***

Tryffelit tunnetaan Qatarissa nimellä "Al-Fag'a". Tryffelit ovat erikoisherkkua niin Qatarissa kuin monissa muissakin maissa, ja ne ovat erityisen tärkeä ainesosa monissa qatarilaisperheiden suosimissa ruokalajeissa. Tryffeleitä esiintyy Qatarissa yleensä erityisesti aavikoilla tammi–maaliskuussa sadekauden jälkeen. Qatarin aavikoilla kasvavista tunnetuista tryffelilajikkeista vain kaksi kuuluu Terfezia-sukuun, jota paikalliset kutsuvat nimellä "Ikhlasi". Valkoiset tryffelit kuuluvat Tirmania-sukuun, jota paikalliset kutsuvat "Zubaidiksi" (Tirmania nivea).

Poikkeavuus on sitä voimakkaampaa, mitä heikommin ROBO1-geeni toimii. Tutkimus julkaistiin arvostetussa Journal of Neuroscience-lehdessä.

Eläinkokeiden perusteella ROBO1-geenin täydellisen puutoksen tiedetään estävän sikiökehityksen aikana hermoratojen risteämisen aivojen keskiviivan yli. Toistaiseksi ihmisiltä ei ole löytynyt täysin toimimatonta ROBO1-geeniä.

Vuonna 2005 professori Juha Keren johtama tutkijaryhmä tunnisti suomalaisesta suvusta harvinaisen ROBO1-geenin osittaisen toimintahäiriön, joka periytyy vallitsevasti yhdessä lukivaikeuden kanssa.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa kuuloratojen toiminnallista risteämistä tutkittiin Aalto-yliopiston Aivotutkimusyksikön kehittämällä, magnetoenkefalografiaan (MEG) perustuvalla taajuusleimausmenetelmällä.

– Tämän uuden herkän menetelmän avulla havaitsimme merkittäviä poikkeavuuksia lukivaikeudelle altistavaa ROBO1-geenimuotoa kantavien henkilöiden kuuloradoissa, toteaa tutkimuksesta vastannut lääkäri Satu Lamminmäki Aalto-yliopiston Aivotutkimusyksiköstä Otaniemestä.

Akateemikko Riitta Harin johtama tutkimusryhmä tunnetaan maailmalla erityisesti MEG-osaamisestaan.

Lukivaikeus on yleisin oppimishäiriö ja sen eri muodoista kärsii 6–10 prosenttia suomalaisista. 

Lisätietoja:
Tutkija, LL Satu Lamminmäki
Puh: 050-3442818
Sähköposti: satu.lamminmaki@aalto.fi

Akatemiaprofessori, LKT Riitta Hari
Sähköposti: hari@neuro.hut.fi

Professori, LKT Juha Kere
Sähköposti: juha.kere@ki.se

Viite:
Satu Lamminmäki, Satu Massinen, Jaana Nopola-Hemmi, Juha Kere, and Riitta Hari: Human ROBO1 Regulates Interaural Interaction in Auditory Pathways. The Journal of Neuroscience, January 18, 2012, 32(3):966–971.

Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakouluun tehdyn väitöstutkimuksen tuloksena syntyi niin sanottu perinteen moderniksi muuntamisen malli, ATUMICS-menetelmä. Se on tarkoitettu työkaluksi taiteen ja muotoilun ammattilaisille, jotka pyrkivät säilyttämään perinnettä työssään.

Kun muovituotteet korvasivat banaaninlehdet

─ Kun olin lapsi, oli vielä tavallista että ruoka pakattiin luonnonmateriaaleihin, kuten kasvien lehtiin ja bambuun. Suosikkiruokani oli höyrytetty puuromainen riisi ja vihannekset käärittynä banaaninlehteen, Nugraha kertoo.

Myöhemmin muovituotteet ja etenkin polystyreeni korvasivat banaaninlehdet, eikä ruoka enää koskaan maistunut samalta.

Nugrahan mukaan hänen tutkimuksessaan ei kuitenkaan ole kyse vain nostalgiasta. Tuotemuotoilijana hänellä on selkeä näkemys siitä, mitä menetetään, kun perinteisiä, ekologisia pakkausmenetelmiä ei hyödynnetä.
Niitä ei hänen mielestään pitäisi korvata synteettisillä materiaaleilla, sillä esimerkiksi pakkausten polystyreenistä on muodostunut melkoinen ympäristöongelma, erityisesti kehittyvissä maissa.

Kookoksenkuorituotteet takaisin suunnitteluun

Tuotemuotoilijaksi valmistumisensa jälkeen Nugraha toimi opettajana Bandungissa, Indonesiassa. Tällöin hän alkoi kaivata kehittynyttä menetelmää tai mallia, jonka avulla opettaa, miten perinteet voitaisiin ottaa huomioon uusia esineitä suunniteltaessa. Uudenlaisten kookoksenkuorituotteiden suunnitteluprojektin, Coconization-projektin, Nugraha toteutti vuosina 2004─2005. Coconization johti kolmeen palkittuun näyttelyyn, Helsingissä, Indonesiassa ja Namibiassa.

Nugraha on kotoisin Indonesian Jaavalta. Siellä kookospähkinästä tehdyt keittiötarvikkeet ovat kadonneet jokapäiväisestä käytöstä ja tilalle ovat tulleet halvat massatuotetut muoviesineet.

Monet perinteiset käyttöesineet eivät enää toimi nykyaikaisessa keittiössä. Perinteisten esineiden suunnittelua ja laatua tulee parantaa, jotta ihmiset ottaisivat ne taas käyttöön, Nugraha toteaa tutkimuksessa.

Perinteen moderniksi muuntamisen malli ATUMICS

Lopullinen ATUMICS-menetelmä on tulos vuosien 2009 ja 2010 työpajoista ja konferensseista saadusta palautteesta. ATUMICS tulee sanoista Artefact (esine), Technique (menetelmä), Utility (käytettävyys), Material (valmistusmateriaali), Icon (symboli), Concept (käsite) ja Shape (muoto), jotka ovat esineiden peruselementit.

ATUMICS-menetelmällä uuden esineen voi suunnitella yhdistämällä perinteisesti merkityksellisiä seikkoja nykypäivän esineisiin. Avainsanoja uuden esineen synnyssä ovat toisaalta suuret kokonaisuudet, kuten globalisaatio, taloudellinen paine, ympäristöasiat, kansallinen ja kulttuurinen identiteetti. Toisaalta kyseessä ovat kulttuuria koskevat yksityiskohdat.

Väitöstilaisuus

Adhi Nugraha on opettaja ja tuotemuotoilija. Hän valmistui tuotemuotoilijaksi Indonesiassa, Bandungissa (Department of Design at the Bandung Institute of Technology ITB), jossa hän sittemmin työskenteli opettajana. Taiteen maisteriksi Nugraha valmistui Taideteollisesta korkeakoulusta vuonna 1995.

Taiteen maisteri Adhi Nugrahan väitöskirja Transforming Tradition: A Method for Maintaining Tradition in a Craft and Design Context tarkastetaan Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulussa, perjantaina 3.2.2012, klo 12.00, Sampo-sali, Hämeentie 135 C, Helsinki.

Vastaväittäjänä toimii professori Stuart Walker Lancasterin yliopistosta.

Väitöskirja Transforming Tradition: A Method for Maintaining Tradition in a Craft and Design Context on ilmestynyt tammikuussa 2012 Aalto-yliopiston väitöskirjasarjassa. Tilaukset Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun verkkokirjakaupasta, tiedustelut books-taik@aalto.fi tai puh. 050 313 7086.

Lisätietoja:
Adhi Nugraha
adhinugraha@hotmail.com

Koulussa opitut hiilen kaksi rakennemuotoa, grafiitti ja timantti, ovat saaneet viimeisen vuosikymmenen aikana rinnalleen kymmeniä uusia hiilirakenteita. Jalkapallon muotoinen pallohiili fullereeni ja yhden atomikerroksen paksuinen hiililevy grafeeni ovat tuoneet löytäjilleen jopa Nobelin palkinnot. Aalto-yliopiston tutkija Timo Vehviläinen löysi väitöstyössään laskennallisin menetelmin useita uusia hiilirakenteita.

Vehviläisen erityisen mielenkiinnon kohteena oli pienin mahdollinen fullereenimolekyyli, kahdestakymmenestä hiiliatomista muodostuva pallomainen C₂₀. Tärkeä tutkimuskysymys oli, sopisiko pallohiili vedyn varastointiin. – Joissain tutkimuspapereissa ehdotetaan, että fullereenin sisään voitaisiin varastoida jopa 60 vetyatomia, Vehviläinen kertoo.

Hiili on keskeisessä roolissa maailman energiahuollossa, sillä hiilivetyjä polttamalla tuotetaan suurin osa maailman energiasta. Ehtyviä fossiilisia polttoaineita korvaamaan on ehdotettu vetyä, mutta herkästi räjähtävän kaasun valmistus ja varastointi on suuri ongelma. –Turvallisinta olisi, jos saisimme vedyn sitoutumaan kiinteään aineeseen ja irtoamaan siitä tarvittaessa helposti, Vehviläinen kertoo.

Timo Vehviläisen simulaatiot fullereenilla ja vedyllä paljastivat, että atomimuotoinen vety sitoutuu fullereeniin liiankin hanakasti. Vetyatomit saadaan lämmittämällä myös fullereenipallon sisään, mutta vedyn irrottaminen fullereenista on äärimmäisen vaikeaa.

– Jos olisimme löytäneet tavan vedyn varastointiin, olisimme tosi kuuluisia, Vehviläinen toteaa realistisesti.
Aalto-yliopiston tutkijat jatkavat simulaatioita, mutta nyt testatun atomimuotoisen vedyn sijasta molekyylimuotoisella, luonnossa esiintyvällä H₂-vedyllä.

Paljon uutta tietoa hiiliyhdisteiden atomitason fysiikasta

Vaikka työssä ei syntynyt tieteellistä läpimurtoa, saatiin paljon uutta tietoa hiiliyhdisteiden atomitason fysiikasta.
– Fullereeniin kiinnittyvä vetyatomi tekee molekyylistä magneettisen. Emme vielä tiedä mistä se johtuu.

Väitöstyön päätuloksia olivat Vehviläisen ennustamat uudet hiilirakenteet. Eräs näistä oli kvasigrafeeni, rakenteeltaan hiilinanoputkien ja grafiitin risteytys.

– Sen mekaaniset ominaisuudet kuten hiilinanoputkella, vetolujuudeltaan paljon terästä vahvempaa. Toisessa suunnassa se on pehmeää kuin grafiitti, Vehviläinen kuvaa ihmeainetta. Myös materiaalin sähköiset ominaisuudet yhdistelmä molemmista.
– Rakenteen tietyt suunnat ovat puolijohtavia, toiset johtavia.

Mielenkiintoista kvasigrafeenissa on myös se, ettei sitä ole olemassa kuin supertietokoneen ennustamana. Tämä ei vaivaa laskennallista fyysikkoa. Hän uskoo, että kymmenen vuoden päästä materiaalin syntetisoiminen ei ole mikään ongelma. Alan kehitys on ollut huimaa.

– Kun aloitin väitöstutkimusta, esimerkiksi C₂₀-fullereenin syntetisointia pidettiin mahdottomana. Nyt se on jo mahdollista.

Työkaluina supertietokoneet ja kvanttifysiikka

Laskennallisen fyysikon työkaluja ovat satojen prosessorien voimin numeroita murskaavat supertietokoneet. Liikkeelle lähdetään kvanttifysiikan perusteista, Schrödingerin yhtälöistä.

Tietokonesimulaatiot kertovat, mitä aineessa atomi- ja elektronitasolla tapahtuu. Vehviläinen pystyy ennustamaan esimerkiksi, mihin fullereenimolekyylin hiiliatomiin vety todennäköisimmin kiinnittyy, ja millainen polymeerirakenne muodostuu, kun fullereenimolekyylejä puristetaan kovassa paineessa.

– Voimme ennustaa myös uusien hiilirakenteiden ominaisuuksia, esimerkiksi miten vahvoja ne ovat timanttiin nähden.

Nyt erityisen kiinnostuksen kohteena ovat kolmeulotteiset fullereenipolymeerit. Vehviläisen lista mahdollisista sovelluksista on pitkä.
– Vedyn varastointi, äärimmäisen kestävät materiaalit, elektroniikkakomponentit, kvanttipisteet. Hiili on äärimmäisen monipuolinen materiaali.

Timo Vehviläisen väitöskirja "Hydrogen interaction with carbon nanostructures" tarkastettiin Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa 19.1.2012.

Tietoa Aalto-yliopiston Electronic Properties of Materials -tutkimusryhmästä

Lisätiedot:
Tutkija Timo Vehviläinen
puh. 040 753 8064
vehvilainen@iki.fi

O.V. Lounasmaa -laboratorion johtaja professori Pertti Hakonen toteaa, että vuonna 1965 Kylmälaboratorion nimellä perustetulla laboratoriolla on pitkä traditio kahdella tutkimusalalla – kylmäfysiikassa ja aivotutkimuksessa. Laboratoriossa on rikottu useita kertoja kylmyyden maailmanennätyksiä, jotka syntyivät metallien ydinmagnetismiin liittyvien kokeiden ohessa. Aivotutkimuksen saralla puolestaan kehitettiin ensimmäisinä magneettisten aivosignaalien mittaamiseen tarkoitettuja laitteita.

– Jatkuvasti on tullut merkittäviä tutkimustuloksia, joista laboratorio voi olla ylpeä. Kansainvälisesti laboratorio onkin hyvin tunnettu, samoin kuin sen perustaja: monasti ulkomaalaiset fyysikot sanovat tietävänsä suomalaisista fyysikoista juuri O.V. Lounasmaan.

Kylmälaboratoriosta O.V. Lounasmaa -laboratorioksi

Aalto-yliopiston Kylmälaboratorio sai uuden kasteen vuoden 2012 alussa, kun laboratorion nimi muutettiin O.V. Lounasmaa -laboratorioksi. Nimimuutoksen taustalla oli kahden suuren tutkimusalan, kylmäfysiikan ja aivotutkimuksen, saattaminen samanarvoiseen asemaan.

– Kylmälaboratorio-nimi on laboratorion perustamisvuodelta 1965, jolloin laboratorio olikin nimenomaan kylmäfysiikan laboratorio. 1980-luvun alussa myös aivotutkimus tuli osaksi laboratoriota ja akatemiaprofessori Lounasmaan tieteellisen mielenkiinnon kohteeksi. Näin ollen laboratorion perustaja, O.V. Lounasmaa oli luonnollinen valinta nimeksi, Hakonen selvittää.

Kylmälaboratorio on kuitenkin edelleen olemassa, se on O.V. Lounasmaa -laboratorion tutkimusyksikkö. Aalto-yliopiston O.V. Lounasmaa -laboratoriossa toimii kaksi tutkimusyksikköä: Matalien lämpötilojen ja nanofysiikan tutkimusyksikkö "Kylmälaboratorio" (Low Temperature Laboratory, LTL) ja Systeemisen neurotieteen ja aivokuvantamisen tutkimusyksikkö "Aivotutkimusyksikkö" (Brain Research Unit, BRU).

Teksti: Tea Kalska

Tämä nanofibrilloitu selluloosakalvo voidaan valmistaa edullisesti rullalta-rullalle-menetelmällä. Kalvo soveltuu esimerkiksi elintarvikepakkauksiin suojaamaan tuotteita pilaantumiselta.

Fibrilliselluloosakalvoa on valmistettu VTT:n koelaitteilla Espoossa useita metrejä. Menetelmän kaikki vaiheet on siirrettävissä teolliseen tuotantoprosessiin. Kalvoa voidaan valmistaa teollisuudessa jo olemassa olevilla laitteilla ilman merkittäviä lisäinvestointeja. Aalto-yliopisto ja VTT hakevat patenttia NFC-filmin valmistusteknologialle.

Keksintö on toteutettu Tekesin Naseva 2 – Tailoring of nanocellulose structures for industrial applications -projektissa, joka kuuluu Aalto-yliopiston, UPM:n ja VTT:n muodostaman Suomen Nanoselluloosakeskuksen projektikokonaisuuteen.

Uusi menetelmä ohittaa teollisuuden pullonkaulan

Aalto-yliopiston ja VTT:n kehittämässä uudessa menetelmässä nanofibrilliselluloosakalvot valmistetaan päällystämällä fibrillisellua ohuelti ja tasaisesti muovifilmien päälle siten, että leviäminen ja kiinnittyminen muovin pintaan hallitaan.

Fibrilloidulle nanoselluloosalle on tyypillistä, että se sitoo paljon vettä ja muodostaa vesigeelejä, joiden kuiva-ainepitoisuus on vain muutamia prosentteja. Tämä ominaisuus on yksi teollisen valmistuksen pullonkauloista.
Fibrilliselluloosakalvot tehdään yleensä paineistetun suodatuksen kautta, mutta materiaalin geelimäisyys tekee tästä reitistä hankalan. Lisäksi suodatuksessa käytetyistä viiroista ja membraaneista voi jäädä ns. ”markkeeraus” kalvoon, jolloin pinnan tasaisuus kärsii.

Uudessa menetelmässä kalvot kuivataan kontrolloidusti. Oikeanlaisen leviämisen, kiinnittymisen ja kuivauksen hallinnan ansiosta kalvot eivät kutistu ja ne ovat täysin tasaisia. Mitä fibrilloidumpaa eli hienompaa nanoselluloosamateriaalia käytetään, sitä läpinäkyvämpiä kalvoja siitä voidaan valmistaa.

Koeajot ja niihin liittyvät kehitystyöt tehdään VTT:llä. Koeajoissa ja projektissa käytetty fibrilloitu nanoselluloosa on UPM:n toimittamaa UPM Fibrilliselluloosaa.

Taija Townsendin tutkimus yhdistää viestinnän, sukupuolen ja johtamisen näkökulmia. Tutkimuksen johtopäätös on, että sukupuolen merkitys suhteessa johtajuuteen on muuttumassa. Lisäksi globaalissa yhteiskunnassamme on vallalla useampia keskenään kilpailevia sukupuoleen liittyviä käsityksiä.

Sukupuolistereotypioiden merkitysten väheneminen julkisessa keskustelussa poikkeaa aiemmista organisaatioviestinnän ja sukupuolitutkimuksen tutkimustuloksista.

Sukupuolistereotypioita hyödynnetään imagon rakentamisessa

Townsendin väitöstutkimus tarkastelee kuinka politiikan ja yrityselämän johtavissa asemissa toimivia naisia kuvataan julkisessa keskustelussa. Tutkimus keskittyy Hillary Clintoniin (Yhdysvaltain ulkoministeri) ja Nicola Horlickiin (brittiläinen investointipankkiiri), kuinka heitä kuvataan mediateksteissä ja kuinka he kuvaavat itseään omaelämäkerroissaan.

Mediateksteissä Hillary Clintonia ja Nicola Horlickia ei aina esitetä johdonmukaisesti olemassa olevien stereotypioiden mukaisina. Sen sijaan mediakuvaukset riippuvat asiayhteydestä ja erityisesti siitä, tekeekö sukupuolen korostaminen uutisesta kiinnostavamman.

Omaelämäkerroissaan Clinton ja Horlick hyödyntävät olemassa olevia sukupuolistereotypioita rakentaessaan imagoaan johtajana. Tämä osoittaa, että sukupuolen merkitystä voidaan muuttaa ja uusia käsityksiä muodostaa vanhojen pohjalta.

Väitöstutkimus korostaa kielellisten viestintäprosessien merkitystä ja tuo esiin näkemyksen, että sosiaalisten ilmiöiden merkitysten syntyyn vaikuttavat kaikki kielenkäytön eri tasot.

Väitöstilaisuus

Taija Townsendin (FM, Helsingin yliopisto) kansainvälisen yritysviestinnän aineeseen kuuluva väitöskirja "Naiset johtajina teksteissä" tarkastetaan Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulussa perjantaina 20.1.2012 klo 12.15 alkaen (Chydenia, Stora Enso –sali, 3. kerros, Runeberginkatu 22-24).

Vastaväittäjänä toimii professori Geert Jacobs (Ghentin yliopisto) ja kustoksena emeritaprofessori Mirjaliisa Charles.

Tiedotusvälineiden edustajat voivat tiedustella ilmaiskappaleita Aalto-yliopiston kauppakorkeakoulun viestinnästä: viestinta-econ@aalto.fi tai puh. 050 566 5673.

Väitöskirjan voi tilata sähköpostitse osoitteesta: toolo@ayy.fi.

Lisätietoja:

Taija Townsend
taija.townsend@aalto.fi
puh. 040 7275983

Palkittujen tutkijoiden menetelmässä selluloosa käsitellään entsyymeillä, jonka jälkeen se sekoitetaan alkalin kanssa, pakastetaan ja sulatetaan. Näin saadaan tulokseksi alkalinen selluloosaliuos. Prosessi on ympäristöystävällinen eikä vaadi haitallisia kemikaaleja, toisin kuin viskoosimenetelmässä, jossa selluloosa käsitellään muun muassa rikkihiilellä. Keksintö edustaa nykyaikaista cleantech-ajattelua. Se on myös yksinkertainen, nerokas ja lisäksi taloudellinen.

Keksinnöllä voi olla merkittävä kansallinen vaikutus, sillä se liittyy oleellisesti metsäteollisuuteen. Keksintöä voidaan soveltaa useilla teollisuudenaloilla.

– Keksinnön kaupallistamista on jo työstetty alustavasti kotimaisen yrityksen kanssa. Kaupallistamisen edellytyksenä on se, että kuitujen laatu ja tuotantotehokkuus saadaan tarvittavalle tasolle. Tuotteen laatua tulee vielä edelleen kehittää kaupallista soveltamista varten, todetaan palkintolautakunnan perusteluissa.

Tavoitteena kannustaa arvokkaiden keksintöjen syntymistä vapaasta yliopistotutkimuksesta

Aalto-yliopisto jakaa materiaalitekniikan keksintöpalkinnon Aalto-yliopiston Uusien materiaalien keskuksen UMK:n aloitteesta. Palkinnon tavoitteena on kannustaa Suomen kannalta arvokkaiden keksintöjen syntymiseen vapaassa yliopistotutkimuksessa ja palkinto koskee vain keksintöjä, joihin keksijöillä tai yliopistolla on omistusoikeus, tai joihin oli vähintään omistusoikeus patenttianomuksen jättöhetkellä. Lisäksi edellytetään, että keksinnön suojaamiseksi on tehty keskeiset kansainväliset kansalliset patenttihakemukset.

Tärkeimpänä arviointikriteerinä on keksinnön yksinkertaisuus ja nerokkuus. Toisena arvioidaan keksinnön kansallista vaikuttavuutta ja sitä, miten keksintö voidaan toteuttaa ja hyödyntää. Kolmantena kriteerinä on keksinnön kaupallistamispotentiaali.

Palkinnon päärahoittaja on Teknologiateollisuuden 100-vuotisssätiö. Muita rahoittajia ovat Beneq Oy, Okmetic Oyj, Patenttitoimisto Papula-Nevinpat, Reddal Oy, Spinverse Oy ja Patenttitoimisto Seppo Laine sekä Aalto-yliopistosta Innovaatio- ja yrittäjyyspalvelut (ACE) ja Uusien materiaalien keskus (UMK).

Lisätietoja:
Professori Pertti Nousiainen
TTY, Materiaaliopin laitos
Puh. 0400 632 051
pertti.nousiainen@tut.fi

Toiminnanjohtaja Runar Törnqvist
Uusien materiaalien keskus, Aalto-yliopisto Puh. 050 380 0564 runar.tornqvist@aalto.fi

– Kehittämämme valmistustekniikan avulla puhelimiin pystytään valmistamaan niin taipuisa kosketusnäyttö, että puhelimen voi vaikka pyörittää rullalle, kertoo Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan professori Esko I. Kauppinen.

Uusi, painamista muistuttava valmistustekniikka on edullinen ja nopea. Sen avulla pystytään myös tekemään entistä korkealaatuisempaa elektroniikkaa. Korkealaatuinen puhelimen näyttö esimerkiksi toistaa videoita laadukkaasti.

Taipuisaa elektroniikkaa valmistetaan hiilestä

Kauppinen selvittää, että taipuisa elektroniikka vaatii taipuisaa valmistusmateriaalia ja tekniikkaa, jolla elektroniikan rakenneosat pystytään valmistamaan helposti ja edullisesti. Elektroniikan rakenneosia ovat transistori ja muovikalvo. Kun transistori ja kalvo taipuvat, myös kännykkä voi taipua.

– Perinteisesti elektroniikan valmistuksessa käytetään muun muassa piitä, joka on taipumaton materiaali. Puhelimen näytössä pii voidaan korvata hiilen nanoputkilla, jotka ovat hiilen atomien muodostamia taipuisia ja putkimaisia rakenteita.

Aalto-yliopiston ja Nagoyan yliopiston menetelmällä hiilen nanoputket saadaan siirrettyä muovikalvon pinnalle. Näin hiilen nanoputkista pystytään valmistamaan korkealaatuisia ja taipuisia ohutkalvotransistoreja muovikalvolle muutamassa sekunnissa.

Tarkempaa tietoa aiheesta Esko Kauppisen luennolla "Hiilestä taipuisaa elektroniikkaa" perjantaina 13.1. kello 11.30 Tekniikan päivillä.

Teksti: Tea Kalska

---

Tekniikan päivät

Tekniikan päivät on kaikille avoin kansantajuinen tiedetapahtuma, joka järjestetään Dipolissa, Espoon Otaniemessä 13.–14.1.2012.

Tekniikan päivät (tekniikanpaivat.fi)

Tekniikan päivät Facebookissa

Materiaalitekniikan laitoksen kierrätystekniikan yksikössä tutkitaan mm. sitä, mitä tavoitteita yhteiskunta on asettanut tulevaisuudessa jätteiden synnyn vähentämiselle ja materiaalikierron lisäämiselle, ja kuinka yritykset tulevat vastaamaan näihin haasteisiin.

− Tutkimme myös sitä, mitä liiketoiminnallisia mahdollisuuksia tämä yrityksille tuo ja mitä hyötyä ne voivat saada siitä, että hyödyntävät tehokkaasti sivuainevirtoja ja toimivat ympäristöasioissa suunnannäyttäjänä, kertoo tutkija Nani Pajunen.

Panostus ympäristönsuojeluun ja ilmastopolitiikka ohjaavat yrityksiä jätemäärien vähentämiseen. Yritykset pyrkivät parantamaan ekotehokkuuttaan tuottamalla saman määrän tai enemmän tuotteita vähemmällä luonnonvarapanoksella ja jätemäärillä. Tämä on johtanut uusiin toimintatapoihin ja innovaatioihin, jotka puolestaan luovat uusia markkinoita ja liiketoimintamahdollisuuksia.

Yhteistyötä yli organisaatiorajojen

Ainevirtojen liikkeet alkavat raaka-aineiden tuotannosta ja päätyvät tuotteen elinkaaren loppuvaiheessa joko kierrätettynä elinkaaren alkupäähän, jonkin toisen tuotteen elinkaareen tai loppusijoitettuna jätteenä asiaankuuluvaan paikkaan. Tavoitteena on lisätä materiaalitehokkuutta prosessiteollisuuden tuotteiden elinkaaressa. Tutkimuksessa keskitytään erityisesti metsä- ja metalliteollisuuteen.

Jotta materiaalitehokkuus onnistuisi, kaikilla tuotantoketjun toimijoilla: alkutuotannossa, valmistavassa teollisuudessa ja jälleenmyyjillä, tulee olla riittävän tarkka tieto tuotteesta, sen valmistusprosessista ja elinkaaresta. Onnistumisen edellytyksenä on, että keskeiset sidosryhmät tunnistavat tarpeen saada aikaan sekä ympäristön kannalta että taloudellisesti merkittäviä muutoksia.

Kestävää kehitystä ja ympäristöjalanjälkiä

Metric -hanke on meneillään oleva tutkimushanke, jonka tavoitteena on kehittää prosessiteollisuudelle yhteistyössä yritysten kanssa mittari, jolla voidaan puolueettomasti ja luotettavasti arvioida konsernitason lisäksi konsernin yksittäisten tehtaiden kestävyyttä. Tämä voidaan tehdä vain, jos tunnetaan itse prosessi sekä sen aiheuttama ympäristökuormitus.

Mittariin otetaan mukaan ympäristövaikutusten lisäksi myös taloudelliset ja sosiaaliset vaikutukset. Environmental Footprint -hankkeessa keskitytään uusien keveiden rakenteiden ympäristöjalanjäljen selvittämiseen. Tavoitteena on saada aikaiseksi suunnittelijan työkalu, jonka avulla jo tuotteen suunnitteluvaiheessa voidaan huomioida tuotteen elinkaaren aikaiset ympäristövaikutukset ja tätä tietoa hyödyntäen voidaan tehdä oikeita valintoja ja siten vaikuttaa lopputuotteiden ympäristöjalanjäljen pienentämiseen.

Lisätietoja:

Tutkija Nani Pajunen
Kemian tekniikan korkeakoulu
Materiaalitekniikan laitos
puh. 050 301 0742, 040 550 4449
nani.pajunen@aalto.fi

Katso myös

Materiaalitekniikan laitos (materials.aalto.fi)

Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakoulussa tutkimusta tehdään materiaalitekniikan professori Kari Heiskasen ryhmässä yhteistyössä prosessiteollisuuden ympäristötekniikan professori Olli Dahlin ja Aalto-yliopiston insinööritieteiden korkeakoulun ympäristöoikeuden professori Ari Ekroosin ryhmien kanssa. Tutkimus kuuluu sekä jo päättyneeseen Suomen Akatemian rahoittaman KETJU-tutkimusohjelman ProDOE-hankkeeseen että Fimecc Oy:n rahoittaman ELEMET-tutkimusohjelman Metric-tutkimushankkeeseen ja LIGHT-tutkimusohjelman Environmental Footprint -hankkeeseen.

---

Tekniikan päivät Dipolissa 13.-14.1.2012

Järjestyksessä kolmannet Tekniikan päivät on tarkoitettu kaikille tekniikasta ja luonnontieteistä kiinnostuneille. Tapahtuman tämänkertainen teema on maa, ja sen ohjelma koostuu yli 90 asiantuntijan tietoiskuista ja erilaisista oheisohjelmista.

Tekniikan päivät (tekniikanpaivat.fi)

Kolmannen kerran järjestettävän tapahtuman teemana on maa, joka on yksi Aristoteleen neljästä elementistä.

Tekniikkaa ja tiedettä tullaan käsittelemään yllättävistäkin näkökulmista, noin 90 tietoiskun ja kolmen paneelikeskustelun voimin. Aalto-yliopistosta mukana ovat mm. professori Esko Kauppinen puhumassa siitä, miten hiilestä saadaan taipuisaa elektroniikkaa, ja professori Peter Lund vastaamassa kysymykseen, mistä tulevaisuudessa saadaan energiaa.

Ohjelmaan voi tutustua Tekniikan päivien verkkosivuilla (tekniikanpaivat.fi). Tekniikan päiviä voi seurata myös verkossa sekä suorana lähetyksenä että tallenteena.

Tapahtuman järjestää yhdessä lukuisten yhteistyökumppaneiden kanssa Tekniikan Akatemia. Tekniikan päivät on osa World Design Capital Helsinki 2012 -hanketta.

Tekniikan päivät Facebookissa

--

Tekniikan Akatemia edistää teknologiaa tukemalla innovatiivisuutta ja uutta teknologiaa kehittävää tieteellistä tutkimusta, joka vaikuttaa myönteisesti ihmisten elinolosuhteisiin ja rakentuu inhimillisille arvoille. Tuomme yhteen alan toimijat rakentamaan teknologia-Suomea. Tekniikan Akatemia jakaa joka toinen vuosi kansainvälisen Millennium-teknologiapalkinnon. Palkinto on perustettu vuonna 2002.

Toiminta alkoi vuodenvaihteessa 1.1.2012.

Korkeakoulun dekaanina toimii professori Helena Hyvönen. Hyvönen on toiminut dekaanina jo Taideteollisessa korkeakoulussa.

Uuden korkeakoulun nimestä päätti Aalto-yliopiston ja uuden korkeakoulun johdon, asiantuntijoiden, opiskelijoiden sekä alumniedustajan muodostama nimijury syksyllä avoinna olleen nimikilpailun päätyttyä. Korkeakoulun nimen englanninkielinen versio on Aalto University School of Arts, Design and Architecture ja ruotsin kielellä Aalto-universitetets högskola för konst, design och arkitektur.

– Uusi koulu on Aalto-yliopistolle upea tilaisuus vahvistaa yliopiston profiilia ja kansainvälistä kiinnostavuutta. Humanistis-kulttuuriseen traditioon ja ympäristöön liittyvän opetuksen ja tutkimuksen yhdistäminen samaan korkeakouluun on myös yhteiskunnan kannalta tärkeää. Samalla se vahvistaa arkkitehtuurin, taiteen, median ja muotoilun asemaa suomalaisessa yhteiskunnassa, kulttuurissa ja taloudessa, toteaa Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun korkeakoulun dekaani Helena Hyvönen.

Uuden korkeakoulun verkkosivuja päivitetään tammi-helmikuun aikana.

Tutkijat esittävät artikkelissaan, että aluerakenteen, erityisesti tiiviyden, vaikutus asukkaiden aiheuttamiin kasvihuonekaasupäästöt on vähäinen tai olematon. Tutkimuksen mukaan maalla asuvan hiilijalanjälki voi hyvin olla merkittävästi pienempi kuin kaupunkilaisen. Tutkimustulokset haastavat useimpien aiempien tutkimusten johtopäätöksiä, joiden mukaan kaupunkilaiset tuottavat vähemmän hiilidioksidia kuin maalla asuvat ihmiset. Jukka Heinonen ja Seppo Junnila toteavat, että ilmastonmuutosta vauhdittavat hiilidioksidipäästöt riippuvat eniten siitä, miten paljon tavaroita ja palveluita ihmiset kuluttavat, eivät siitä, missä he asuvat.

Environmental Research Letters on ympäristöasioista suhteellisen laajalla rintamalla tieteellisiä artikkeleja julkaiseva ilmainen ja kaikille lukijoille avoin lehti ja ympäristöalan lehtien arvostuksessa kärkipäässä.

Valinnan kriteereinä oli mm. tieteellinen merkittävyys, lukijoiden määrä, kiinnostavuus sekä medianäkyvyys. Aalto-yliopiston tutkimuksesta tekemä tiedote sai kesällä runsaasti medianäkyvyyttä niin Suomessa kuin kansainvälisestikin.

Artikkeli: "Implications of urban structure on carbon consumption in metropolitan areas" (iopscience.iop.org)

Environmental Research Letters (iopscience.iop.org)

Uutiset: Kaupunkilaisen hiilijalanjälki on yhtä iso kuin maalaisen

Aalto-yliopiston eSINi-tutkimushankkeen tutkimusjohtaja Pekka Malinen huokuu tyytyväisyyttä.

– Sähköautojen käyttäjäkokemusta on ollut vaikea tutkia. Sitä varten tarvitaan käyttäjiä, hän toteaa.

Vuonna 2015 Aalto-yliopiston tutkijoilla pitäisi olla tutkittavaa. Juuri esitellyn Pääkaupunkiseudun sähköinen liikenne – ja Eco Urban Living -hankkeiden osanottajat ovat sitoutuneet hankkimaan jopa 500 sähköautoa. Jokainen niistä varustetaan mittalaitteistolla, jonka tuottaman datan hankkeen tutkimusosapuolet saavat käyttöönsä.

Latauspisteitä pitäisi pääkaupunkiseudulla muutaman vuoden kuluttua olla 850 kappaletta. Kaikkiaan sähköliikenteen tutkimukseen ja kehitystyöhön on luvassa lähivuosina 100 miljoonan euron rahoituspotti.

Aallon eSINi-sähköautohankkeessa on tutkijoita yliopiston viidestä eri yksiköstä, hanketta koordinoivasta liiketoiminnan BIT-tutkimusyksiköstä aina kemisteihin ja muotoilijoihin. Tutkijoiden tavoitteena on luoda kokonaiskuva sähköautoilun arvoketjusta. Poikkitieteellistä osaamista tarvitaan, sillä arvoketjusta puuttuu vielä isoja palasia. Nykyinen öljypohjaisen infrastruktuurin muuttaminen sähköautoystävälliseksi ei tapahdu yhdessä yössä.

– Ongelma on, ettei tämä ole vielä bisnestä kenellekään, Pekka Malinen pohtii.

Tunnelma sähköistyy, kun pihaan kurvaa suomalaisvalmisteinen Fisker Karma –luksushybridi. Stealt-moodissa voimanlähteenä toimivat akut. Autosta nousee elinkeinoministeri Jyri Häkämies. Hän kehuu kyytiä äänettömäksi.

Espoon kaupunginjohtaja Jukka Mäkelä kuuluu jo kurvailevan työsuhdesähköautolla. Häkämies lupaa vaikuttaa siihen, että myös valtion hankintakatalogiin saadaan sähköautovaihtoehto.

– Tavoitteena on, että vuonna 2015 pääkaupunkiseudulla on sellainen latausverkosto, joka mahdollistaa normaalin liikenteen ja asioinnin sähköautoilla.

Tutkimusjohtaja Pekka Malinen ja eSINi-hankkeen projektipäällikkö, tutkija Veikka Pirhonen kiertelevät tutustumassa pihan sähköautoihin. Metropolia-ammattikorkeakoulun opiskelijoiden rakentama sähköauto Electric RaceAbout on juuri ajanut sähköautojen rataennätyksen Nürnburgringin radalla Saksassa. Aallon tutkimuskumppani kehittää sähköautojen johdotonta latausjärjestelmää.

– Vasta kun itse kokeilee, ymmärtää miten hyvä voimanlähde sähkömoottori on, Veikka Pirhonen toteaa.

Varsinkin kaupunkiliikenteessä väkevästi vääntävä sähkömoottori on käyttöominaisuuksiltaan polttomoottoria etevämpi. Pirhosen mieleenpainuvin ajoelämys on ollut kaksipaikkainen Tesla Roadster. Täyssähköinen avoauto kiihtyy sadan kilometrin vauhtiin 3,7 sekunnissa ja toimintasäteeksi luvataan jopa 390 kilometriä.

Eräässä suhteessa Suomessa on erinomaiset lähtökohdat sähköjen yleistymiselle: sähköä on saatavilla lukuisista pysäköintipaikkojen lämmitystolpista. Tutkijat muistuttavat, että nekin tarvitsevat lisää älyä.

– Laskutus pitää pystyä ohjaamaan lataajalle, eikä sähköverkkoa saa ylikuormittaa.

Kun ajoneuvokanta kasvaa, pysäköityjen sähköautojen akut muodostavat oivallisen energiavaraston olosuhteiden mukaan vaihtelevalle tuuli- ja aurinkosähkön tuotannolle. Tätäkin on tarkoitus tutkia eSINi-hankkeessa. Jos lainsäädäntö mahdollistaisi pientuottajille sähkön myymisen takaisin verkkoon, voisi sähköautoilija lyödä jopa rahoiksi. Akut ladataan kun sähkö on halpaa. Jos auto ei ole ajossa, sähkön voi myydä kovan kysynnän aikaan takaisin verkkoon paremmalla hinnalla.

– Lainsäädäntö on yksi iso työpaketti tutkimushankkeessamme, Veikka Pirhonen kertoo.

Teksti ja kuvat: Petja Partanen

Lisätietoja:

Pääkaupungin sähköinen liikenne -hanke (electrictraffic.fi)

Eco Urban Living (eco-urbanliving.com)

Kokeellisesti kiehumiskuplien syntyä on yritetty tutkia niin MIR-avaruusasemalla kuin laboratorio-oloissa nestemäisen vedyn kiehuessa -240 asteen lämpötilassa. Laurila ja hänen kollegansa tilastollisen fysiikan tutkimusryhmässä ottivat sen sijaan avuksi nykypäivän tietokoneiden laskentakapasiteetin.

- Työn päätulos on laskennallinen malli, joka ennustaa kiehumiskuplien käyttäytymistä niiden ollessa liian pieniä kokeelliseen havainnointiin, Laurila kertoo.

Kuumalla levyllä kiehuva vesikattila tai olutlasin pinnalle nouseva kuplanoro on arkinen, mutta fyysikoita kiehtova tutkimusongelma.

- Kuplien syntyvaihe määrää, miten paljon lämpöä voidaan siirtää kiehuttamisen avulla, kuvaa Laurila.

Kiehumisen perusfysiikan ymmärtäminen on ensiarvoisen tärkeää, sillä lähes 90 prosenttia maailman energiantuotannosta perustuu lämpökattiloihin. Olipa polttoaine puu, maakaasu tai uraani, voimantuotanto perustuu veden kiehuttamiseen höyryksi.

Kiehumisesta tiedetään jo paljon. Kun vesikattilan lämpötila lähestyy kiehumispistettä, kattilan kuumalta pohjalta alkaa höyrystyä mikroskooppisen pieniä kaasukuplia, jotka pyrkivät painovoiman vaikutuksesta kohti nesteen pintaa. Matkalla ne kasvavat silmin nähtäviksi kiehumiskupliksi.

Jos teekattilan pohjan lämpötilaa edelleen nostetaan, tapahtuu jotain odottamatonta. Noin 130 asteen kohdalla siirrytään kuplittaisesta kiehumisesta niin sanottuun kerroskiehumiseen: kattilan pohjalle alkaa muodostua eristävä kaasupatja. Vaikka lämmitystehoa lisätään, lämmön siirtyminen kiehuvaan nesteeseen hidastuu. 

- Saman ilmiön voi havaita kun kuumalle hellalle putoaa vesipisara. Se nousee kaasupatjan päälle, ja kestää kauan ennen kuin se kiehuu pois, kuvailee Laurila.

Aalto-yliopiston tutkijat halusivat ymmärtää, miten siirtyminen kuplittain kiehumisesta kerroskiehumiseen tapahtuu kiehuttavan pinnan lämpötilan noustessa. Avuksi otettiin jo vuonna 1901 kehitetty diffuusin rajapinnan laskentamalli. Sitä ei pystytty hyödyntämään, ennen kuin tietokoneiden teho kehittyi nykyiselle tasolle.

Mitä teekattilan pohjalla sitten tapahtuu? Laurilan tietokonegrafiikka kuvaa alle 100 nanometrin kokoisen kaasukuplan syntyä.

- Kuplan ja astian pohjan rajapinnassa syntyvä höyry suihkuaa kuplan sisään, jolloin kupla kasvaa. Samalla höyrysuihkun rekyyli levittää kuplaa pitkin astian pohjaa, Laurila kuvailee.

Yhdessä ruotsalaisen Kungliga Tekniska Högskolanin tutkijoiden kanssa kehitetyssä laskentamenetelmässä kattilan pohjan ominaisuuksia, vettähylkivyyttä ja pinnan karheutta, voidaan muuttaa vapaasti.  Tästä on paljon apua, kun menetelmää hyödynnetään kattilasuunnittelussa, jossa halutaan optimoida lämmön siirtymistä. Tietotekniikassa potentiaalinen sovelluskohde on prosessorien jäähdytys. Tietokoneiden tehoprosessorit tarvitsevat tehokkaan nestejäähdytyksen.

Tutkijat uskovat, että jäähdytystä voitaisiin tehostaa nanopinnoitteella, joka optimoi kiehumisen. Höyrykuplien synty kiinnostaa myös esimerkiksi metallinjalostajia. Mitä nopeammin valettu metallilevy saadaan jäähtymään, sitä hienommaksi metallin mikrorakenne muodostuu. Kiehumisen perusfysiikan ymmärtäminen auttaa siis valamaan entistä parempilaatuisia metallilevyjä.

Teemu Laurilan teoreettisen ja laskennallisen fysiikan alaan kuuluva väitöskirja ”Interface Dynamics in Two-Phase Flows with Diffuse Interface Methods” tarkastettiin 9.12.2011 Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulussa. Työssä tutkittiin kahta erilaista kaksifaasivirtausta, kiehumista ja kineettistä karhenemista, laskennallisin menetelmin.

Lisätietoja:
Teemu Laurila
Puh. +358407181795
Sähköposti: teemu.laurila@aalto.fi

Aalto-yliopiston Multiscale Statistical Physics Group -tutkimusryhmä

Tutkijat ovat onnistuneet valmistamaan polttokennoon jalometallista nanopartikkelikatalyyttia atomikerroskasvatusmenetelmällä, jonka ansiosta kallista katalyyttia tarvitaan noin 60 prosenttia vähemmän kuin nykyään.

− Löytö on merkittävä, sillä aiemmin tutkijat eivät ole päässeet muilla tavoin yhtä suureen säästöön, kun käytetään jo kaupallisesti käytössä olevia materiaaleja, kertoo dosentti Tanja Kallio Aalto-yliopistosta.

Teknisesti polttokennoilla voitaisiin korvata saastuttavat ja polttoainetta paljon kuluttavat polttomoottorit jo tänä päivänä. Polttokennoissa kemiallisia reaktioita pitää nopeuttaa käyttämällä katalyyttiä. Katalyyttien hinta on polttokennojen yleistymisen merkittävimpiä esteitä.

Laajimmin käytetyissä polttokennoissa anodin päälle laitetaan katalyytiksi ohuena kerroksena yleensä kallista, mutta polttoaineen kanssa tehokkaasti reagoivaa jalometallimetallijauhetta. Aalto-yliopiston tutkijoiden menetelmän jauhekerroksesta voidaan tehdä huomattavasti aiempaa ohuempi ja näin myös huokeampi.

Tutkijat kehittävät tällä tutkimuksella parempia alkoholipolttokennoja, joissa käytetään polttoaineena esimerkiksi metanolia tai etanolia. Alkoholeja on helpompi käsitellä ja varastoida kuin usein käytettyä vetyä. Alkoholipolttokennoissa voidaan myös käyttää katalyyttinä palladiumia, joka on yli puolet halvempaa kuin vetypolttokennoissa usein käytetty platina.

Polttokennoilla energiaa voidaan tuottaa erittäin vähän saastuttavasti tai ilman, että ne saastuttavat ollenkaan. Ne tuottavat paljon energiaa sekä käytetyn polttoaineen määrään että laitteen kokoon nähden. Koska niissä ei ole liikkuvia osia, ne ovat hiljaisia ja voivat kestää käytössä pitkään ilman huoltoa.

Kun polttokennoja saadaan tuotettua halvemmalla, niistä odotetaan ratkaisua autojen energianlähteeksi ja akkujen korvaajiksi moneen eri paikkaan. Polttokennoja on jo käytetty pitkään hinnastaan huolimatta energiantuottajana eristetyissä paikoissa, esimerkiksi avaruusaluksissa.

Tulokset perustuvat polttokennon anodilla tehtyihin alustaviin palladiumkatalyyttitesteihin. Seuraavassa vaiheessa on tarkoitus testata rakenteen toimivuutta varsinaisissa polttokennoissa. Kaupalliseen tuotantoon on mahdollisuus päästä 5–10 vuoden päästä.

Tutkimus on julkaistu Journal of Physical Chemistry C -lehdessä. Tutkimusta on rahoittanut Aalto-yliopiston MIDE-tutkimusohjelma ja Suomen Akatemia.

Lisätietoja:
Dosentti Tanja Kallio
Kemian tekniikan korkeakoulu, Aalto-yliopisto
tanja.kallio@aalto.fi
puh. (09) 470 225 83

Tutkimus on julkaistu Journal of Physical Chemistry C -lehdessä. Tutkimusta on rahoittanut Aalto-yliopiston MIDE-tutkimusohjelma ja Suomen Akatemia.

Artikkeli: Atomic Layer Deposition Preparation of Pd Nanoparticles on a Porous Carbon Support for Alcohol Oxidation. The Journal of Physical Chemistry C, 2011, 115, 23067–23073. dx.doi.org/10.1021/jp2083659

Kyseessä on Euroopan ensimmäinen koelaitos, joka valmistaa uusiutuvien polttoaineiden valmistukseen käytettävää mikrobiöljyä jätepohjaisista raaka-aineista. Koelaitoksella kehitetään mikrobiöljyn tuotantoprosessia ja testataan erilaisia mikrobiöljyn tuotannossa käytettäviä raaka-aineita, kuten olkia tai muita maatalouden tähteitä sekä teollisuuden jäte- ja sivuvirtoja.

Professori Simo Laakson biokemian tutkimusryhmä on ollut mukana myös koelaitoksen kehitystyössä. Vankka tiedeosaaminen on pystytty yhdistämään käytännön kehitystyöhön. Yhteistyön tuloksena Neste Oil on hakenut patentteja mikrobiöljyteknologialle. "Aalto-yliopiston mikrobiöljytutkimus on monialaisuudessaan maailmanlaajuisesti uraa uurtavaa ja on johtamassa suomalaiseen huippuinnovaatioon", professori Simo Laakso kertoo.

Laitoksen rakentaminen tukee Neste Oilin tavoitetta hyödyntää tulevaisuudessa mikrobiöljyä uusiutuvan NExBTL-dieselin raaka-aineena. Koelaitoksen on tarkoitus valmistua vuoden 2012 jälkipuoliskolla, ja sen investointikustannus on noin 8 miljoonaa euroa. Neste Oilin tutkimus- ja teknologiajohtaja Petri Lehmuksen mukaan kehitystyön seuraavat vaiheet ovat tuotantoprosessin hiominen ja kasvattaminen teolliseen mittakaavaan. Kaupallisessa tuotannossa mikrobiöljy on aikaisintaan vuonna 2015.

Lisätietoja:

Professori Simo Laakso
Kemian tekniikan korkeakoulu
simo.laakso@aalto.fi
p. 050 5004503

TkT Jari Vanhanen tutki Aalto-yliopistossa tarkistetussa väitöskirjassaan pariohjelmoinnin käyttöönottoa ja käyttöä kahdella tapaustutkimuksella teollisuusyrityksissä.

Pariohjelmointi, jossa kaksi kehittäjää tekee yhdessä samaa tehtävää, lisäsi ohjelmiston laatua ja kehittäjien ymmärrystä ohjelmistosta sekä tapaustutkimusten että opiskelijakokeen perusteella.

̶  Sen lisäksi, että ohjelmistojen laatu parani, ohjelmistot tulivat laajemmin tutuiksi eri ihmisille. Jos yksi ohjelmiston tunteneista ihmisistä lähtee pois yrityksestä, jää yritykseen kuitenkin toinen ohjelmiston tunteva henkilö, Vanhanen selvittää.

Pariohjelmointi vähentää virheiden määrää

Vanhanen uskoo, että pariohjelmointi myös vähentää virheiden määrää. Kun ohjelmointi suunnitellaan ja tehdään yhdessä, työ tulee tehtyä huolellisemmin ja koodiin ei kirjoiteta niin paljon virheitä. Väitöstutkimuksessa tuli selvästi esille myös se, että pariohjelmointi soveltuu parhaiten monimutkaisiin ja teknisesti haastaviin tehtäviin.

̶  Pariohjelmointia kannattaa soveltaa etenkin työn suunnitteluvaiheessa, sillä suunnittelu koettiin vaikeimmaksi vaiheeksi ohjelmoinnissa. Monet ohjelmointitehtävät ovat melko suoraviivaisia sen jälkeen, kun tiedetään, mitä pitää tehdä.

Pariohjelmointi vaatii toimivia työtiloja ja hyvää organisointia

Aiemmin pariohjelmointia on tutkittu lähinnä vain opiskelijakokeilla, mutta Vanhanen laajensi tutkimuskenttää teollisuuteen. Pariohjelmoinnin käyttöä ja vaikutuksia tutkittiin aidossa ympäristössä, koska tietoa kerättiin kahdella tapaustutkimuksella teollisuusyrityksissä. Suuremmassa ja vakiintuneemmassa organisaatiossa esiintyi sekä pariohjelmoinnin infrastruktuuriin että organisointiin liittyviä ongelmia.

̶  Infrastruktuurilla tarkoitetaan laitteisiin ja työtiloihin liittyviä asioita. Tutkimuksessa ilmeni selvästi esimerkiksi se, että avokonttorissa pariohjelmointi aiheutti ympärillä istuvia ihmisiä häiritsevää hälinää. Ongelmia aiheuttivat myös ahtaat työpisteet, joissa työtä ei mahduttu tekemään kunnolla pareittain.

Työn organisoinnin ongelmat näkyivät Vanhasen mukaan muun muassa pariohjelmointiin vaaditun ajan riittämättömyytenä. Myös tiettyjen tehtävien nimeäminen tietyille henkilöille aiheutti vaikeuksia.

̶  Kun ihmiset kokevat tärkeimmäksi omien vastuualueidensa hoitamisen. Voi olla vaikeaa löytää aikaa siihen, että menisi työskentelemään jonkun pariksi. Myös kaikkein kokeneimpien kehittäjien oli vaikeinta löytää aikaa nuorempien kehittäjien kanssa työskentelyyn.

Uusi työskentelytapa nosti yksittäisten tehtävien kustannuksia

Vanhanen kertoo, että pariohjelmointi nosti yksittäisten tehtävien osalta kustannuksia, sillä työmäärä lisääntyi pääosin projektien alussa. Silloin kehittäjät opettelivat tuntemaan toisiaan ja uutta työskentelytapaa.

Toisaalta pariohjelmoinnin kustannusvaikutuksia ja kokonaistuottavuutta pitkällä aikavälillä ei tunneta. Vanhasen mukaan osa pariohjelmoinnin hyödystä realisoituu ehkä vasta parin, kolmen vuoden kuluttua ohjelmistoa jatkokehitettäessä, mutta lisäkustannukset mahdollisesta tehtävätason työmäärien lisääntymisestä koetaan heti.

Vanhasen väitöskirja “Empirical assesment of the adoptation, use, and effects of pair programming” tarkistettiin Perustieteiden korkeakoulun tietotekniikan laitoksella 2.12.2011.

Väitöskirja verkossa

Lisätietoja:
Jari Vanhanen
Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
jari.vanhanen@aalto.fi
puh. 040 758 0055

Marttunen on valmistunut Teknillisestä korkeakoulusta diplomi-insinööriksi vuonna 1989. Tämän jälkeen hän on toiminut yhtäjaksoisesti ympäristöhallinnossa. Vuodesta 1995 lähtien hän on työs­­­ken­nel­lyt vesivarojen käytön ja hoidon tehtävissä Suomen ympäristökes­kuksessa.

Marttusen päätösanalyysin sovellus edistää ympäristönpäätösanalyysejä

Työllään Mika Marttunen on merkittävällä tavalla edistänyt päätösanalyysin soveltamista suomalaisessa ympä­­ristö­­päätöksenteossa. Väitöskirjassaan hän on kehittänyt vesistö­suun­nit­­telun tueksi osallistavia monitavoitearvioinnin menetelmiä, joita on hyödynnetty menes­tyksellisesti esimerkiksi Pirkanmaan järvien ja Päijän­teen säännöstelyssä. Näissä sovelluk­sis­sa vesistön tilaa ja käyttökelpoi­suutta parantavia toimenpiteitä on valmisteltu etenemällä vaiheittain vesistön nykytilan kartoituksesta ja sidos­ryhmien tavoitteiden määrittelystä aina vaihtoehtojen muo­dos­­tamiseen ja johdonmukaiseen arvioin­tiin.

Marttunen on osoittanut, että osallistava monitavoitearviointi parantaa päätöksentekijöiden, tutki­­joi­den ja muiden sidosryhmien välistä yhteistyötä laajoissa ympäristö­hankkeissa. Sen avulla avulla voi­daan nostaa liikenne-, tuulivoima- ja kaivoshankkeiden suunnittelun laatua, syventää sidosryhmä­yhteis­työtä ja edistää sopuratkaisujen löyty­mistä. Marttusen työn tulokset ovat laajasti käytössä ympäristöhallinnossa. Paraikaa niitä hyödynnetään muun muassa Pielisen juoksutus­vaihto­ehtojen vertailussa sekä tulvariskien hallinnassa Rovanie­mel­lä ja Koke­mäen­joen vesistössä.

Suomen Operaatiotutkimusseura ry

Suomen Operaatiotutkimusseura ry (Finnish Operations Research Society, FORS) on vuonna 1973 perustettu tieteellinen seura, jonka edistää toiminnallaan operaatiotutkimusta tieteenalana, tukee me­­ne­­telmien vastuullista soveltamista ja toimii operaatiotutkimuksesta kiin­nostuneiden henkilöiden yhdyssiteenä (ks. www.operaatiotutkimus.fi).

Tunnusomaista operaatiotutkimukselle on monitahoisten teknis-taloudellisten järjestelmien mate­maattinen mallintaminen, jolla syvennetään järjestelmiä koskevaa ym­märrystä ja luodaan pohjaa paremmalle päätöksenteolle. Operaatiotutkimuksen me­ne­tel­miä sovelletaan erittäin laajasti: onnis­tuneita sovelluksia löytyy lähes kaikilta liikkeenjohdon, teolli­suuden ja julkisen hallinnon aloilta.

Lisätietoja:
Prof. Ahti Salo
FORSin puheenjohtaja
ahti.salo@aalto.fi
puh. 050 383 0636                                                                                                            

Esimerkiksi intranet ja erilaiset kokousjärjestelmät ovat keskeisiä työvälineitä organisaatioissa, mutta niiden onnistunut käyttöönotto on osoittautunut haastavaksi.

Organisaatioiden tulisi järjestelmien teknisen kehittämisen lisäksi kiinnittää entistä enemmän huomiota järjestelmiä käyttävien työntekijöiden tarpeisiin, todetaan tekniikan tohtori Eija Korpelaisen Aalto-yliopistossa tarkistetussa työpsykologian ja johtamisen alan väitöskirjassa.

Organisaatioissa järjestelmien käyttäjien tuki vähäistä

Tieto- ja viestintäteknisten järjestelmien käyttöönottoa on aiemmin tutkittu lähinnä organisaation näkökulmasta, mutta Korpelaisen väitöstutkimus keskittyy työntekijän kokemuksiin. Tutkimuksessa selvitettiin Helsingin yliopiston, Puolustusvoimien ja maailmanlaajuisen teknologiayhtiön työntekijöiden tieto- ja viestintäteknisten järjestelmien käytön omaksumista, oppimisen tapoja ja käytön ongelmia.

− Järjestelmiä, niiden päivityksiä ja uutta opittavaa tulee koko ajan lisää. Tutkimuksen perusteella järjestelmien käyttäjien tukemiseen kiinnitettiin organisaatioissa melko vähän huomiota. Organisaation pitäisi järjestää työntekijöille mahdollisuuksia ja aikaa järjestelmien käytön oppimiseen ja toisten opettamiseen, Korpelainen toteaa.

Korpelaisen mukaan aiemmin on ajateltu, että kun järjestelmien käyttäjiä vain koulutetaan tarpeeksi, käyttöönottoon liittyvät ongelmat poistuvat.

− Tutkimuksessa kävi kuitenkin ilmi, että työntekijöiden puutteelliset taidot ovat vain pieni osa järjestelmien käyttöönottoon liittyvistä ongelmista.

Kokeneemman työtoverin tuki on paras apu

Korpelainen esittää väitöskirjassaan kaiken kaikkiaan kahdeksan tekijää, jotka helpottavat ja edistävät tieto- ja viestintäteknisten järjestelmien käytön omaksumista ja oppimista. Yksi keskeinen tutkimustulos oli se, että työntekijät oppivat uuden tieto- ja viestintäteknisen järjestelmän käytön työskennellessään yhdessä toisten kanssa. Lähitukihenkilöillä ja kokeneemmilla työtovereilla oli suuri merkitys uuden järjestelmän omaksumisessa.

− Järjestelmien käyttäjien mielestä kaikkein helpointa oli ottaa yhteyttä tuttuun ihmiseen, joka tuntee organisaation työtavat ja tietää, mihin järjestelmää käytetään. Sen sijaan esimerkiksi organisaatioiden ATK-tuelta ei mielellään pyydetty apua.

Tutkimuksessa tuli selvästi esille myös se, että työntekijöiden on koettava järjestelmän käyttö omien työtehtävien kannalta hyödylliseksi.

− Kiireisiä työntekijöitä ei kiinnosta se, että kurssilla kerrotaan järjestelmästä yleisellä tasolla. Organisaatioiden järjestämän käyttökoulutuksen tulisi olla käytännönläheistä ja ihmisten omaan työhön sidottua.

Suurin yksittäinen ongelmien aiheuttaja järjestelmien omaksumisessa oli tekniikan toimimattomuus ja huono käytettävyys − tekniset ongelmat koettiin äärimmäisen turhauttavina, ja ne vähensivät halukkuutta oppia. Eniten ongelmia työntekijät kuitenkin kokivat organisaation sosiaalisessa toimintaympäristössä. Merkittäviä sosiaalisen toimintaympäristön ongelmia olivat yhteisten sääntöjen puuttuminen ja se, että organisaation tarjoama käytön tuki ei vastannut työntekijöiden tuen tarpeita tai odotuksia.

− Esimerkiksi intranetistä ei löydetty tietoa, koska yhteisiä sääntöjä muun muassa otsikoimiselle ei ollut olemassa.

Taustaa väitöksestä

 Eija Korpelainen haastatteli yhteensä 50 työntekijää, jotka olivat järjestelmien perusteet hallitsevia, tavallisia käyttäjiä.

Väitöskirja "Information and communication technology at work − Employees' experiences of adoption and learning" tarkastettiin Perustieteiden korkeakoulun tuotantotalouden laitoksella 26.11.2011.

Väitöskirja verkossa:

Lisätietoja:
Eija Korpelainen
Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
puh. 040 726 1251
eija.korpelainen@aalto.fi

Kitaran kieltä muistuttavan nanomekaanisen värähtelijän avulla tehtävä mittaus on uusien tutkimustulosten mukaan lähes häiriötöntä yleisesti käytettyihin menetelmiin verrattuna. Tulokset julkaistiin äskettäin tiedemaailman arvostetuimmassa julkaisussa, brittiläisessä Nature-lehdessä.

Tutkijat jäädyttivät tuhat kertaa hiusta ohuemman nanomekaanisen värähtelijän hyvin matalaan lämpötilaan, lähelle absoluuttista nollapistettä, sillä tällaisissa olosuhteissa jopa suhteellisen suuret kappaleet käyttäytyvät arkimaailmasta poikkeavalla tavalla, kvanttifysiikan lakien mukaan. Kylmälaboratoriossa mitatussa värähtelijässä lähes miljardi atomia liikkui niiden yhteisessä kvanttitilassa. Suprajohtavan mikroaaltovärähtelypiirin yhteyteen valmistettu nanomekaaninen värähtelijä vaihtoi energiaa värähtelypiirin kanssa, ja sen resonanssiliike vahvistui kuten kitarassa, jossa kieli ja kaikukoppa resonoivat samalla taajuudella. Energialähteenä ei toiminut kitaraa näppäilevä muusikko, vaan tutkijoiden käyttämä mikroaaltolaser.

Värähtelyjen vuorovaikutus vahvistaa mikroaaltoja

Tässä työssä Aalto-yliopiston Kylmälaboratorion tutkijat osoittivat miten kitaran kielen kaltaisen mekaanisen värähtelijän avulla voidaan mitata ja vahvistaa sähkömagneettisia signaaleja lähes häviöttä. Ideaalitapauksessa menetelmä lisää vain kvanttimekaniikan vaatiman minimimäärän kohinaa mitattavaan signaaliin.

Nykyiset puolijohdetransistoreihin perustuvat vahvistimet ovat monimutkaisia ja häiriöisiä laitteita, ja kaukana kvanttifysiikan määräämästä tarkkuusrajasta. Kylmälaboratorion tutkijat osoittivat, että resonanssiliikkeen avulla voidaan vahvistaa kaviteettiin syötettäviä mikroaaltoja lähes häiriöttömästi. Sen vuoksi tämä menetelmä mahdollistaa paljon tavallista heikompien signaalien mittauksen.

̶  Kaikki mittauslaitteet lisäävät häiriöitä vahvistettavaan signaaliin. Ihannetapauksessa nämä häiriöt johtuvat pelkästään kvanttimekaanisesta nollapistevärähtelystä. Teoriassa menetelmämme kykenee saavuttamaan tämän ihannetapauksen, ja käytännössäkin pääsimme hyvin lähelle, hehkuttaa Kylmälaboratorion tutkijatohtori Francesco Massel.

̶  Löydös tapahtui oikeastaan sattumalta, kun pyrimme jäähdyttämään värähtelijää perustilaansa. Tämä jäähdytys näkyy koetinsignaalin vaimentumisena, minkä myös havaitsimme. Muuttamalla hieman mikroaaltolaserin taajuutta havaitsimme koetinsignaalimme vahvistuvan voimakkaasti, ilman että kohina lisääntyi merkittävästi. Olimme luoneet lähes kvanttirajoitteisen mikroaaltovahvistimen, kertoo mittauksen tehnyt ja projektin suunnitellut Akatemiatutkija Mika Sillanpää.

Jotkin vahvistimet voitaisiin ehkä tulevaisuudessa korvata Kylmälaboratoriossa tutkitulla laitteella. Löydös myös mahdollistaa makroskooppisten kappaleiden kvanttimekaanisten ominaisuuksien entistä tarkemman tutkimuksen.

Akatemiatutkija Tero Heikkilän mukaan menetelmän hienous on mitatun systeemin yksinkertaisuudessa: se muodostuu kahdesta kytketystä värähtelijästä. Tämän vuoksi samanlaisen kvanttivahvistimen voisi tehdä monenlaisissa muissakin rakenteissa, ja kaviteettia muuttamalla mikroaaltosignaalin vahvistuksesta voitaisiin siirtyä esimerkiksi terahertsialueeseen.

Nature-lehdessä julkaistu tutkimus on tehty Aalto-yliopiston Kylmälaboratoriossa, joka kuuluu Suomen Akatemian ”Matalien lämpötilojen kvantti-ilmiöiden ja -laitteiden” huippuyksikköön. Mittauksissa käytettiin VTT:n ”Nanoteknologiat ja mikrosysteemit” -yksikössä valmistettua näytettä. Hankkeen ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Euroopan tiedeneuvosto ERC sekä Euroopan Unioni.

Lisätietoa:

Mika Sillanpää, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Mika.Sillanpaa@aalto.fi, puh. 09 470 24898,

Tero Heikkilä, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu,
Tero.Heikkila@aalto.fi, puh. 0 9 470 2239,

Francesco Massel, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, Francesco.Massel@aalto.fi, puh. 050 3015566

Linkki Nature-lehdessä julkaistuun artikkeliin:
http://www.nature.com/nature/journal/v480/n7377/full/nature10628.html

Francesco Massel, T.T. Heikkilä, J.-M. Pirkkalainen, S.U. Cho, H. Saloniemi, P.J. Hakonen, and Mika A. Sillanpää: Microwave amplification with nanomechanical resonators, Nature

Mikrofluidististen sirujen avulla pystyttäisiin esimerkiksi havaitsemaan, mikä bakteeritartunta ihmisellä on. Sen sijaan, että verinäytettä otettaisiin putkikaupalla, riittäisi sormenpäästä otettu pieni veritippa, Aura kertoo.

Myös näytteen analysointiaika olisi lyhyempi. Auran mukaan esimerkiksi bakteerinäytettä analysoitaessa bakteerin dna on kopioitava usealla peräkkäisellä lämpötilasyklillä. Kun lämmitettävän nesteen tilavuus on pieni, voidaan lämmitykset ja jäähdytykset tehdä nopeasti. Myös erotusajat lyhenevät, koska erotukset tehdään lyhyemmällä matkalla.

Uusi hybridipolymeeri soveltuu mikrosirujen materiaaliksi

Susanna Auran väitöskirjassa osoitetaan, että uusi kaupallinen materiaali Ormocer soveltuu analyyttisten mikrosirujen materiaaliksi. Alun perin optisiin sovelluksiin kehitetty Ormocer on hybridipolymeeri, jossa yhdistyvät polymeerien ja lasin hyvät ominaisuudet.

Väitöstutkimuksessa valmistettuja mikrosiruja on käytetty biomolekyylien, kuten aminohappojen, peptidien ja proteiinien erotukseen. Ormocer osoittautui erinomaiseksi materiaaliksi juuri erotussiruihin sen biomolekyylien absorpoitumista estävän pintakemian ansiosta. Auran mukaan lasin pintaominaisuudet ovat samankaltaiset kuin Ormocerissa, mutta lasia on hyvin hidasta muokata siruun sopivaksi.

- Ormocerin muokattavuus on yhtä hyvä, kuin muiden mikrofluidistisissa laitteissa käytettyjen polymeerimateriaalien. Sen pintaominaisuudet ovat kuitenkin lasin kaltaiset, mikä on polymeerille harvinaista.

Uudet tekniikat mahdollistavat erotussirujen tuottamisen

Aura on kehittänyt erilaisia painamistekniikoita Ormocerin kuvioimiseksi. Tekniikalla Ormoceriin saadaan painettua esimerkiksi kanavarakenne.

- Nestemäinen Ormocer-materiaali levitetään alustalle ja painaminen tehdään leimasimella, jossa mikro- ja nanorakenteet ovat valmiina. Lopuksi Ormocer kovetetaan UV-valolla.

Materiaaliin saadaan myös tehtyä suljettu kanava Auran kehittämällä bondaus- eli liittämistekniikalla, jonka avulla kanavarakenteeseen saadaan liitettyä kansi päälle. Tämä mahdollistaa kokonaan Ormocerista valmistettujen erotussirujen tuottamisen.
̶
Suljettu kanava vastaa suuressa laboratoriolaitteessa olevaa kapillaariputkea, Aura havainnollistaa.

Ensimmäiset mikrofluidistiset laitteet valmistettiin piistä ja lasista. Polymeerit, kuten Ormocer, ovat herättäneet kiinnostusta muun muassa niiden edullisen hinnan mahdollistaman kertakäyttöisyyden vuoksi.
̶
Lääketieteellisissä sovelluksissa kertakäyttöiset sirut ovat etu. Kun sirulla on tehty yksi analyysi, se heitetään roskikseen. Näin voidaan olla varmoja siitä, ettei edellinen näyte kontaminoi seuraavaa.

Susanna Auran väitöskirja "Fabrication of inorganic-organic hybrid polymer micro and nanostructures for fluidic applications" tarkastetaan Kemian tekniikan korkeakoulussa 16.12. kello 12, Micronova, Large Seminar Hall, Tietotie 3, Espoo.

Väitöskirja verkossa:
http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations/

Lisätietoja:
DI Susanna Aura
puh. 040 539 5133
saura@cc.hut.fi

Kun selkeät tavoitteet ja seuranta puuttuu, uudetkin palkkausjärjestelmät ovat pitkälti vanhojen palkkarakenteiden ja –hierarkioiden kaltaisia. Organisaatioissa ei mietitä, ovatko erilaiset työt samanarvoisia, vaan tyydytään siihen, että samasta työstä maksetaan samaa palkkaa. Tämän takia samapalkkaisuusperiaate ei toteudu suomalaisessa työelämässä.

Palkkausjärjestelmien kirjo hankaloittaa samapalkkaisuuden edistämistyötä

Oman hankaluutensa samapalkkaisuuden edistämistyöhön tuo työmarkkinoilla käytössä olevien palkkausjärjestelmien kirjo. Erityisen haasteellinen tilanne on silloin, kun saman työnantajan piirissä sovelletaan useita eri palkkausjärjestelmiä. Useimmiten tämä on johtanut eri tehtävien tai henkilöstöryhmien erilaiseen kohteluun ja tätä kautta mahdolliseen syrjivyyteen. On selvää, että sukupuolten palkkatasa-arvon edistämisessä on kysymys pitkälti tahtotilasta niin organisaatiotasolla kuin laajemminkin työmarkkinakentällä.

Nämä havainnot tulivat esille, kun Tasa-arvoa palkkaukseen (TAPAS)-tutkimusprojekti kysyi edistääkö palkkausjärjestelmä tasa-arvoisuutta, oikeudenmukaisuutta ja kannustavuutta. Projektin tulokset ja havainnot on koottu julkaisuun Tasa-arvoa palkkaukseen: työn vaativuuden sekä pätevyyden ja suoriutumisen arvioinnin toimivuus Suomessa (Sosiaali- ja terveysministeriön raportteja ja muistiota 2011:18). Tulokset täydentävät samapalkkaisuuskeskustelua tuomalla esille työyhteisöjen ja niissä toimivien ihmisten näkökulmia.

Aalto-yliopiston BIT Tutkimuskeskuksen toteuttamassa kolmivuotisessa (2009-2011) tutkimusprojektissa tutkittiin ja kehitettiin työn vaativuuden ja henkilön työsuorituksen arviointiin perustuvia palkkausjärjestelmiä 18 suomalaisessa organisaatiossa. Tutkimusprojekti oli osa hallituksen ja työmarkkinajärjestöjen samapalkkaisuusohjelmaa ja sitä rahoittivat Euroopan sosiaalirahasto ja Sosiaali- ja terveysministeriö.

Lisätietoja:
Projektipäällikkö Virpi Liinalaakso
BIT Tutkimuskeskus
puh. 050 384 3957
virpi.karppinen@aalto.fi

Tutkija Paula Koskinen
BIT Tutkimuskeskus
puh. 050 512 2684
paula.koskinen@aalto.fi

Katso myös hankkeen verkkosivut

tapashanke.net

Leidenin yliopiston ranking arvioi maailmanlaajuisesti yliopistojen tutkijoiden julkaisuja kuten artikkeleita, katsauksia ja kirjeenvaihtoa tieteellisissä aikakauslehdissä. Vain lääke- ja luonnontieteisiin, osin tekniikkaan ja yhteiskuntatieteisiin liittyvät julkaisut ovat mukana arvioinnissa. Rankingissa tutkitaan bibliometristen analyysien avulla, kuinka merkittäviä julkaisut ovat omalla alallaan, esimerkiksi kemian tekniikassa tai tietojenkäsittelytieteessä. Leidenin ranking-menetelmä  käyttää useita erilaisia mittareita kuvatessaan yliopiston tuloksia.

- Hienoa nähdä, että tutkijamme ja heidän julkaisunsa menestyvät näin hyvin. Tulos osoittaa, että tutkimuksemme perusta on laadukas ja se takaa menestymisemme tulevina vuosina, rehtori Tuula Teeri toteaa.

Aalto-yliopiston sijoitus oli hyvä myös osiossa, jossa tarkasteltiin  muiden yliopistojen kanssa yhteistyössä julkaistuja artikkeleita. Tämä oli monen suomalaisen yliopiston vahvuus. Aalto-yliopistosa 27,5 % artikkeleista on julkaistu kansainvälisten yhteistyötahojen kanssa.

Leidenin rankingin taustalla on Thomson Reuters Web of Science -tietokannan tiedot vuosilta 2006-2009. Menetelmä  huomioi julkaisujen saamat viittaukset vuoden 2010 loppuun asti.
Lisätietoa rankingista ja metodista: http://www.leidenranking.com/ranking.aspx