Uutiset

Atomitason ymmärrys materiaalista auttaa uusien tuotteiden kehittämisessä

Tutkimuksellisten läpimurtojen lisäksi hankkeen tavoitteena on synnyttää uutta liiketoimintaa.
Kiteistä sellulosaa atomitasolla, kuva: Antti Karttunen
Kuvassa kiteistä sellulosaa atomitasolla. Kuva: Antti Karttunen, CC BY-SA 4.0.

Aalto-yliopisto sekä Kemira, Vaisala, Canatu, Elastopoli ja Damicon Kraa hyödyntävät molekyylimallitusta tutkimuksessa sekä innovaatioiden ja tuotteiden kehittämisessä Molecular Modelling in Industrial Research and Development (MM-IRD) -projektissa.

Molekyylimallitus on kemian osa-alue, jossa tutkijat selvittävät laskennallisilla menetelmillä, mitä kemiallisissa ilmiössä tapahtuu atomitasolla.

”Luomme Aallossa mallin, joka kuvaa tutkittavaa ilmiötä. Malli voi kertoa esimerkiksi, mitä tapahtuu, kun sensorimateriaali reagoi kaasumolekyylin kanssa. Visuaalisesta mallista yritykset näkevät, mitä atomitasolla käytännössä tapahtuu”, sanoo apulaisprofessori Antti Karttunen.

Mallintamista voidaan hyödyntää kahdella tavalla.

”Voimme selittää, mitä kokeellisessa havainnossa tapahtuu. Toiseksi voimme ennustaa mallin avulla, mitä laboratoriokokeissa tulee tapahtumaan.”

Molekyylimallitus säästää sekä aikaa että rahaa. Se on myös turvallista. Mallin avulla tuotekehittäjät voivat testata useita kymmeniä tai satoja eri materiaalivaihtoehtoja, ja sitten valita kaikkein parhaimmat ja lupaavimmat kokeelliseen työhön.

Lääketeollisuuden lisäksi Suomessa molekyylimallitusta ei ole juurikaan hyödynnetty tuotteiden kehittämisessä. Muualla maailmassa molekyylimallituksella on merkittävä rooli kemian- ja teknologiateollisuuden tuotekehityksessä. Jos suomalaiset yritykset hyödyntäisivät molekyylimallitusta systemaattisesti ja pitkäjänteisesti, niiden teollinen tuotekehitys tehostuisi. Samalla Suomeen voisi syntyä uusia merkittäviä liiketoimintamahdollisuuksia.

Uusia ja parempia tuotteita

Canatu on mukana hankkeessa kehittämässä seosaineita, jotka maksimoivat hiilinanonuppuverkon sähkönjohtavuuden kaikissa olosuhteissa.

“Hiilinanonuppumateriaalilla on lukuisia sovellusmahdollisuuksia laajasti eri toimialoilla. Äärimmäisestä sähkönjohtokyvystä on hyötyä muun muassa lämmityselementtisovelluksissa, joita Canatu kehittää autoteollisuuden tarpeisiin. Niillä varmistetaan mm. kuljettajaa avustavien ADAS -järjestelmien toimivuus kaikissa sääolosuhteissa”, kertoo teknologiajohtaja Ilkka Varjos.

Elastopoli Oy on kehittänyt omaa patentoitua biokomposiittiteknologiaansa vuodesta 2007.

”Molekyylimallituksen avulla tähdätään seuraavan sukupolven biokomposiittiin, jossa yhdistyvät materiaalin ominaisuuksien räätälöinti, ekologisuus ja prosessoitavuus, toimitusjohtaja Markku Nikkilä sanoo.

Kemira hakee hankkeesta tukea tuotekehitykseensä. ”Tavoitteenamme on mallintaa erilaisten tuoteominaisuuksien vaikutusta tuotteen toimivuuteen loppukäytössä. Uskomme, että tulevaisuudessa mallinnusta voidaan käyttää erilaisten seosten, liuosten ja dispersioiden tuotekehitysajan lyhentämiseen”, sanoo Annaleena Kokko, Manager R&D, Kemira.

Vaisala Oyj kehittää mittaustuotteita vaativiin sää-, ympäristö- ja teollisuussovelluksiin.

”Kehitämme jatkuvasti uusia mittausteknologioita, jotta pystymme tarjoamaan asiakkaillemme luotettavaa ja tarkkaa mittausdataa vaativissakin ympäristöissä. Molekyylimallinnus tarjoaa meille mahdollisuuden ymmärtää syvällisesti ilmiötä anturivasteen taustalla. Sitä kautta molekyylimallinnus avaa meille väyliä uusiin keksintöihin”, sanoo Vaisalan teollisten mittausten tuotteista ja järjestelmistä vastaava johtaja Liisa Åström.

Tammikuussa alkanutta MM-IRD-projektia rahoittaa Business Finland. Aalto-yliopistossa tehtävästä tutkimuksesta vastaavat Antti Karttusen, Maria Sammalkorven ja Kari Laasosen tutkimusryhmät.

Lisätietoja:
Apulaisprofessori Antti Karttunen
[email protected]
puh. 050 347 3475

 

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Two models wearing grey solar cell clothing.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittivät vaatteisiin näkymätöntä aurinkokennoteknologiaa, joka kestää konepesua

Tutkijat kehittivät tekstiileihin pesunkestävää aurinkokennoteknologiaa, joka voidaan myös piilottaa kankaan alle. Kennojen näkymättömyys suojaa niitä - ja tekee vaatteista houkuttelevampia, sanovat fysiikan ja muotoilun tutkijat. Lupaavia sovelluskohteita löytyy esimerkiksi työ- ja retkeilyvaatteista sekä valoon reagoivista verhoista.
A night sky with the northern lights visible behind the silhouettes of trees. / Yötaivas, jossa revontulet näkyvät puiden siluettien takana.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Revontuulten äänet voi kuulla, vaikka niistä ei taivaalla näy vilaustakaan

Äänitallenteet paljastavat, että geomagneettiseen aktiivisuuteen liittyy ääniä, vaikka aktiivisuus olisi liian heikkoa saadakseen aikaan näkyviä revontulia
Ensimmäinen kuva Linnunradan keskellä olevasta mustasta aukosta. Kuva: EHT Collaboration
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tähtitieteilijät paljastivat ensimmäisen kuvan galaksimme ytimessä olevasta mustasta aukosta

Aalto-yliopiston, Turun yliopiston sekä Suomen ESO-keskuksen tutkijat osallistuivat käänteentekevän kuvan ottamiseen.
Aalto_glass_challenge_2018_Jaea Chang_Glass_Lake_Photo_Anne_Kinnunen_KDQ0207.jpg
Mediatiedotteet Julkaistu:

Koneen Säätiöltä 800 000 euron lahjoitus Aalto-yliopiston taiteiden ja suunnittelun alalle

Lahjoituksellaan säätiö haluaa tukea erityisesti taiteen tutkimusta ja taiteellista tutkimusta. Taustalla on toive turvata oppialojen moninaisuutta ja tutkimuksen vapautta koulutusaloilla, jotka ovat kärsineet rahoitusleikkauksista ja koulutuspolitiikan priorisoinneista.