Uutiset

Lähes 5 miljoonaa euroa biomimetiikan ja kvanttiteknologian pioneeritutkimukseen

Olli Ikkala sai arvostetun ERC Advanced Grant -rahoituksen toista ja Jukka Pekola ensimmäistä kertaa.

The European Research Council (ERC) on myöntänyt arvostetut ERC Advanced Grant -rahoitukset kahdelle fysiikan professorille, Olli Ikkalalle ja Jukka Pekolalle. ERC-rahoituksella tuetaan innovatiivista ja poikkitieteellistä pioneeritutkimusta.

Olli Ikkalan noin 2,5 miljoonan ERC Advanced Grantin saanut hanke keskittyy uudenlaisten monifunktionaalisten materiaalien tutkimukseen.  Ikkalan laajempi tutkimuskehys liittyy biomimetiikkaan, jossa tutkitaan miten ja miksi luonto rakentaa systeemejä ja materiaaleja, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia.

Olli Ikkala

”Biomimetiikka on laaja tutkimusalue, jonka puitteissa on rakennettu uusia materiaaleja, jotka ovat lujia, sitkeitä, bioyhteensopivia, hylkivät likaa, tai joilla on hehkuvia värejä tai pienempi kitka. Tutkimuksissa on tähän saakka keskitytty useimmiten materiaalien passiivisiin ominaisuuksiin tai ominaisuuksiin, joita voidaan toistuvasti muunnella samalla tavoin esimerkiksi lämpötilaa muuttamalla”, kertoo professori Olli Ikkala.

”Viime aikoina biologisten systeemien signalointi, energian kulutus ja epätasapainotilojen hallinta ovat inspiroineet materiaalitieteilijöitä. ERC-hankkeessa haluan porautua uudenlaisiin biomimeettiisiin materiaaleihin, jotka ovat aktiivisia ja vuorovaikuttavat ympäristön kanssa uusilla tavoilla.  Materiaalit voivat muuttaa tilaansa, kun niihin syötetään energiaa, ja ne voivat myös oppia uuden ominaisuuden”, jatkaa Ikkala.

Itsejärjestymisen ymmärrys on viime vuosina kasvanut voimakkaasti ja se sallii yhä vaativampien epätasapainotilojen ja toimintojen luomisen uusiin monifunktionaalisiin materiaaleihin.

Kvantti-ilmiöiden hallittu hyödyntäminen lämpökoneissa

Jukka Pekola sai 2,4 miljoonan euron ERC Advanced Grant -rahoituksen kvanttilämpökoneiden ja -jäähdyttimien kehittämiseen ja kvanttisysteemien termodynamiikan tutkimukseen. Pekola on tutkinut jo parikymmentä vuotta suprajohtavissa nanorakenteissa tapahtuvaa lämmönsiirtoa.

Jukka Pekola

”Teoreettisesti kvanttilämpökoneita tutkitaan nykyään aktiivisesti. Todellisia kvanttitermodynamiikkaa ja -ilmiöitä hyödyntäviä laitteita ei kuitenkaan ole toistaiseksi pystytty toteuttamaan. Tässä tutkimuksessa pyrimme rakentamaan kvanttilämpökoneen tai -jäähdyttimen sekä selvittämään, onko sen hyötysuhdetta ja tehoa mahdollista parantaa hallitusti kvantti-ilmiöiden avulla. Samalla saamme tietoa termodynaamisista ilmiöistä aidoissa kvanttisysteemeissä”, kertoo akatemiaprofessori Jukka Pekola.

”Tutkimus on avainroolissa kvantti-ilmiöiden hallinnan ja tulevaisuuden sovellusten kehittämiseksi. Tuloksilla voi olla merkitystä myös esimerkiksi elektronisten laitteiden energian kulutuksen hallinnassa”, jatkaa Pekola.

Kvanttiteknologia-ala on parhaillaan valtavassa murroksessa, kun aiemmin hallitsemattomat kvantti-ilmiöt ovat vähitellen siirtymässä tutkimusympäristöistä uusiksi teknologioiksi ja lopulta kaupallisten sovellusten käyttöön. Tulevaisuuden sovellusalueita ovat esimerkiksi teollisuuden tai lääketieteellisen kuvantamisen erityisherkät sensorit sekä kvanttilaskenta ja -simulaatiot, jotka avaavat täysin uudenlaisia mahdollisuuksia muun muassa energia-alan ja lääketeollisuuden materiaalien kehitystyöhön.

Professorit Olli Ikkala ja Jukka Pekola aloittivat tutkijanuransa samaan aikaan 1980-luvun alussa TKK:n Kylmälaboratoriossa. Nykyisin Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen osana toimivan laboratorion kasvatit ovat hyvin menestyneitä monella mittapuulla, myös erittäin kilpaillun ERC-rahoituksen osalta.  Suomeen on tähän mennessä myönnetty ERC Advanced -rahoitusta yhteensä 38 tutkijalle, ja heistä kuusi on saanut rahoituksen toistamiseen.

Ikkala johtaa myös biosynteettisten hybridimateriaalien molekyylimuokkauksen HYBER-huippuyksikköä. Pekola taas luotsaa matalien lämpötilojen kvantti-ilmiöiden ja komponenttien LTQ-huippuyksikköä.

Lisätietoja:

Olli Ikkala
Professori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 050 4100 454

Molekyylimateriaalit -tutkimusryhmä

Jukka Pekola
Akatemiaprofessori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh.  040 700 9290

PICO-tutkimusryhmä

Suomen Akatemian tiedote

European Research Council

Kuvat: Olli Ikkala/Suomen Akatemia ja Jukka Pekola/Jukka Pekola

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu

Lisää tästä aiheesta

Taiteellinen kuva panssaroidusta superhydrofobisesta pinnasta, joka kestää iskuja ja hylkii nesteitä tehokkaasti. Kuva: Juha Juvonen.
Yhteistyö, Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Vettä hylkivä panssaripinnoite voi pian tehostaa aurinkopaneeleja ja tuoda suksiin lisäluistoa

Kesäkuussa Aalto-yliopiston tutkijat kertoivat kehittämästään pinnoitteesta Nature-lehdessä. Nyt pinnoitteesta aletaan kehittää lukuisia kaupallisia sovelluksia muun muassa rakennus- ja elektroniikkateollisuuden kanssa.
The computer game could help in the treatment of depression alongside therapy and drug treatment. Picture: Matias Palva’s research group, Aalto University.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Tutkijat kehittävät tietokonepeliä masennuksen hoitoon

Terapeuttisen toimintavideopelin pelaaminen voi helpottaa masennuspotilaiden oireita ja parantaa heidän kognitiivista toimintakykyään.
putretti-lannoite
Mediatiedotteet, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Tutkijat kehittivät tuhkasta ja kompostista metsien täsmälannoitteen

Putretiksi nimetty lannoite sisältää fosforia, kaliumia, hiiltä ja hitaasti vapautuvaa typpeä, jotka edistävät puiden kasvua. Sen valmistus kuluttaa selvästi vähemmän energiaa kuin keinolannoitteiden ja vähentää myös louhimisen tarvetta.
An electron microscope image of the device used to extract entangled electrons
Mediatiedotteet Julkaistu:

Askel kohti lähes rajatonta laskentatehoa – tutkijat loivat kvanttilomittumista lämmön avulla

Helppo ja hallittava kvanttilomittuminen lisää kokonaislaskentakapasiteettia ja mahdollistaa muun muassa kvanttisalauksen eli turvallisen tiedonsiirron suurillakin etäisyyksillä.