Aaltoon saapuu viisi uutta Marie Curie -tutkijaa ympäri maailmaa

Euroopan komissio on myöntänyt kilpaillut Marie Curie Action Individual -tutkimusapurahat. Arvostetuilla tutkimusapurahoilla tuetaan kansainvälisten tutkijoiden matkustamista työhön ulkomaille. Tänä vuonna yhteensä viisi tutkijaa eri puolilta maailmaa saapuu tutkijoiksi Aallon Perustieteiden ja Kemian tekniikan korkeakouluun.

Hankkeissa tutkitaan puettavia antureita iäkkäille hypotermian oireiden seuraamiseksi, biomassan jalostamista tuotteiksi ja materiaaleiksi, DNA-nano-origamitekniikkaa sairauksien seulontaan, silmän valoreseptorisoluja sekä vikasietoisia laitteita ja topologista laserointia.

Puettavat anturit iäkkäille

Tutkijatohtori Basarir Fevzihan aloittaa työskentelyn professori Jaana Vapaavuoren ryhmässä ja WEARSENSNANO-projektissa, jonka tavoitteena on kehittää puettava anturijärjestelmä. Sen avulla voidaan seurata iäkkäiden ihmisten hypotermian oireita kotioloissa. Ikääntyminen altistaa hypotermialle, koska iän myötä keho menettää lämpöä nopeammin kuin pystyy tuottamaan, mikä voi johtaa vaarallisen alhaiseen kehon lämpötilaan.

Hankkeessa kehitetään selluloosahydrogeeliin ja metallinanojohteisiin perustuvia puettavia antureita, jotka mittaavat EKG-signaalia, ihon lämpötilaa ja lihasten toimintaa. Euroopan väestön keski-ikä kasvaa vuosi vuodelta, mikä lisää tarvetta ikääntyneiden terveydenhuollon innovaatioille.

Biomassasta tuotteita ja innovatiivisia materiaaleja

Tutkijatohtori Sandra Kaabel työskentelee professori Mauri Kostiaisen ryhmässä ja ENBIOMECH- hankkeessa. Projektissa kehitetään uusia tehokkaita ja ympäristöystävällisiä menetelmiä biomassan jalostamiseksi tuotteiksi ja innovatiivisiksi materiaaleiksi. ENBIOMECH-hankkeessa kehitetään mekaanisen kemian avulla valmistusmenetelmiä selluloosananokiteille (CNC), CNC-pohjaisille 3D-rakenteille ja ligniininanohiukkasille (LNP), joita voidaan käyttää esimerkiksi lääketieteellisissä materiaaleissa, liima-aineissa ja päällysteissä. Mekaanisessa kemiassa käytetään mekaanista voimaa kemiallisten reaktioiden ohjaamiseen. Liuotinpohjaisiin menetelmiin verrattuna mekaanisen kemian menetelmien avulla voidaan minimoida tai poistaa tarve käyttää haitallisia liuottimia biomassan käsittelyyn ja pienentää prosessin energiankulutusta.

DNA-nano-origamitekniikka sairauksien seulontaan

Tutkijatohtori Jacky Loo hyödyntää professori Anton Kuzykin ryhmässä DNA-nanoteknologiaa ja erityisesti DNA-origamitekniikkaa ROBOT Sensing -tutkimushankkeessa. Projektin tavoitteena on poistaa bionanomateriaalipohjaisten hybridimetapintojen eli nanomittakaavan pintakuvioiden luotettavan ja kestävän valmistuksen esteitä.

DNA-origami perustuu DNA:n laskostumiseen emäspariutumisen avulla haluttuun muotoon. Tekniikalla voidaan tuottaa monimutkaisia rakenteita, joissa nanomittakaavan rakenneosat, kuten biomolekyylit ja nanohiukkaset, järjestyvät hyvin tarkasti. Sitä pidetään myös turvallisena, edullisena ja yksinkertaisena.

Tekniikka mahdollistaa skaalautuvan, nanomittakaavassa tapahtuvan valmistuksen. Aluksi pintoja käytetään nopeaan sairauksien seulontaan suurilla testausmäärillä. Anturin siru pystyy samanaikaisesti tunnistamaan useita eri sairauksiin liittyviä biomarkkerimolekyylejä. Yhdistäminen mikrofluidiikkaan ja optisiin tunnistimiin mahdollistaa kannettavat analyysilaitteet. Tällä on suuri potentiaali parantaa hoitopisteessä tehtävää diagnostiikkaa.

Valoreseptorien keräämän tiedon koodaaminen näköhavainnoksi

Tutkijatohtori Gabriel Peinado aloittaa työskentelyn professori Petri Ala-Laurilan tutkimusryhmässä jaConeOpsinsToPercept-hankkeessa. Peinado aloitti uransa professorien Enrico Nasi ja Maria Gomez laboratoriossa tutkimalla, miten eristetyt valoreseptorisolut reagoivat valoärsykkeisiin. Tohtoriksi hän väitteli professorien Edward Pugh ja Marie Burns ohjauksessa. Hän tutki, miten valoreseptorisolut, Müller-solut ja verkkokalvon pigmenttiepiteeli toimivat yhdessä ja tuottavat näkökyvyn elävään silmään. Nyt hän tutkii, miten valoreseptorien keräämä tieto koodataan näköhavaintojen taustalla olevassa verkkokalvon hermoverkossa.

Romanttinen runous (Sir William Blake), tieteiskirjallisuus (Aldous Huxley) ja rock-musiikki (The Doors) saavat Peinadon ymmärtämään, miten aistielimet suodattavat ja valitsevat tietoa meitä ympäröivästä muuten äärettömästä maailmasta – luoden sen todellisuuden, jossa jokainen meistä elää.

Vikasietoisia laitteita ja topologista laserointia

Tutkijatohtori Grazia Salerno aloittaa professori Päivi Törmän ryhmässä ja TEBLA-hankkeessa. Kvanttimateriaalien kehitys on nopeasti kasvava tutkimusaihe, joka voi vaikuttaa moniin arjen osa-alueisiin. Lupaava askel tähän suuntaan on käyttää topologiaa, eli vakautta ja muuttumattomuutta pienien häiriöiden suhteen, aineen fyysisten ominaisuuksien muokkaamiseen.

Topologisten eristeiden löytäminen on antanut vihjeitä mahdollisuudesta suunnitella vikasietoisten laitteiden sukupolvi, johon ympäristön pienet häiriöt tai valmistusvirheet eivät vaikuta.

Hankkeessa tutkitaan topologian vaikutuksia nanomittakaavan kollektiivisiin ilmiöihin, kuten topologiseen laserointiin. Tämä voi johtaa uusiin miniatyyrimittakaavan valonlähteisiin, joiden tärkeitä ominaisuuksia, kuten valonsäteen kirkkautta ja koherenssia eli yhtenäisyyttä, voidaan vahvistaa topologisia käsitteitä hyödyntäen.