Uutiset

Perhosen siivet liikkeelle valon voimalla – tutkijoiden kehittämät keinotekoiset lihakset saavat älykankaat mukautumaan muutoksiin ympäristössä

Tulevaisuudessa innovaatiota voitaisiin hyödyntää esimerkiksi älykkäiden tekstiilien, pehmeän robotiikan ja lääketieteen kehityksessä.

Aalto-yliopiston tutkimusryhmä on onnistunut liikuttamaan tekstiiliperhosen siipiin punottuja keinotekoisia lihaksia valon avulla. Mullistavassa tutkimuksessa valoa – tai tarkemmin infrapunalaseria – käytettiin polymeeriaktuaattorien ohjaamiseen. Polymeerejä muokkaamalla niistä saatiin luotua kierteelle käärittyjä säikeitä eli keinotekoisia lihaksia, jotka reagoivat valoon ja sen tuottamaan lämpöön. Valolla ohjattuna keinotekoiset lihakset saivat lopulta perhosen siivet lepattamaan.

Heinäkuussa Advanced Materials -julkaisussa ilmestyneen tutkimuksen pääkirjoittaja, väitöskirjatutkija Zahra Madani kertoo, että keinotekoiset lihakset voivat valolla ohjattuna taipua ja liikkua moniin eri suuntiin uskomattomalla nopeudella ja tarkkuudella. Aiemmista menetelmistä poiketen näiden keinotekoisten lihasten suunta ja liike ei myöskään ole riippuvaista materiaalin luonnollisista ominaisuuksista, vaan niitä voidaan ohjelmoida ja ohjata ulkoisesti valon avulla.

Madani työskentelee osana professori Jaana Vapaavuoren vetämää toiminnallisten materiaalien suunnitteluun erikoistunutta tutkimusryhmää. Myös Vapaavuori kertoo yllättyneensä siitä, miten paljon erilaisia liikekuvioita saatiin aikaiseksi yksinkertaisesti materiaalia ja valoa muuttelemalla.

Materiaalitieteilijöitä, fyysikkoja ja tekstiilisuunnittelijoita yhteen kokoava ryhmä on Madanin mukaan se syy, että keinotekoiset lihakset ylipäätään saatiin valolla liikkeelle: esimerkiksi ilman suunnittelijoita ei säikeitä kenties olisi kääritty kierteiseen muotoonsa. 

Sovelluskohteita niin vaatetuksessa kuin lääketieteessäkin

Tutkimuksen pääasiallisena tarkoituksena oli kehittää niin sanottuja älytekstiilejä, joilla on muitakin toiminnallisuuksia kuin vain suojan antaminen. Ryhmä pyrki kuitenkin samaan aikaan myös etsimään kestäviä ja ympäristöystävällisempiä materiaaleja näiden tulevaisuuden toiminnallisten tekstiilien kehitykseen. Esimerkiksi puhtaasti öljypohjaiselle nailonlangalle on pyritty löytämään korvaajaa luonnonmateriaaleista.

”Pohjimmiltaan tutkimukseni avaa ovia ympäristöönsä mukautuvalle ja reagoivalle uuden sukupolven teknologialle, joka voi tehdä meidän kaikkien elämästä turvallisempaa, helpompaa – ja myös mukavampaa”, Madani pohtii.

Sekä Madanin että Vapaavuoren mukaan tutkimustuloksella voidaankin ympäristöystävällisyyden lisäksi nähdä lukuisia lupaavia sovelluksia tulevaisuudessa, sillä kuten tulokset osoittavat, pelkän valon voimalla kyetään liikuttamaan isojakin tekstiilejä.

Madani mainitsee, että valolla ohjattavat keinolihakset voivat esimerkiksi mullistaa aktiivisten tekstiilien tai pehmeän robotiikan kehityksen. Hänen mukaansa voimme tulevaisuudessa vaikkapa nähdä vaatteita, jotka ulkoillessa sopeutuvat valon tai lämpötilan muutoksiin – esimerkiksi takkeja, jotka kiristyvät, kun on kylmä, ja löystyvät, kun on lämmin.

”Pehmeässä robotiikassa ympäristöön reagointi taas voi olla hyödyllistä juuri kaukaa ohjattavuuden takia – robottien ei siis tarvitse kantaa mukanaan mitään virtalähdettä, vaan energia tulee etänä valon avulla”, Vapaavuori jatkaa.

Lisäksi sovelluskohteena voisi tutkijoiden mukaan olla myös lääketiede, sillä materiaaleja voidaan ohjata infrapunasäteilyn eri aallonpituuksilla, jolloin ihon läpi etänä ohjattavat operaatiot olisivat mahdollisia. Jotta näihin tulevaisuuden sovelluksiin kuitenkin päästäisiin, pitäisi löytää soveltavaa tutkimusta rahoittava taho, tutkijat muistuttavat.

”Sinänsä kaikki tarvittava tieto tutkimustuloksen eteenpäinviemiseksi on jo olemassa. Seuraavaan askeleeseen tarvittaisiin jostain rahoitus, joka tukisi nimenomaan tällaista soveltavampaa tutkimusta”, Vapaavuori sanoo.

Tutkimus on julkaistu heinäkuussa Advanced Materials -julkaisussa ja se on luettavissa täällä: Light-Driven Multidirectional Bending in Artificial Muscles.

Tutkimuksessa käytetty perhonen sekä ryhmän muuta tutkimusta esitellään Aalto-yliopiston Designs for a Cooler Planet -festivaalin Yhteenkietoutumisia-näyttelyssä Otaniemen kampuksen Marsio-rakennuksessa 3. lokakuuta 2024 asti.

Jaana Vapaavuori ja Anne Louise Bang kuvattuna kirkkaanvihreän tiiliseinän edessä.

Tulevaisuuden tekstiilit reagoivat valoon ja lämpöön

Tulevaisuudessa verhot voivat säädellä huoneen lämpötilaa, vaatteet seurata verenpainetta ja puuvilla puhdistua auringonvalossa.

Uutiset
Bobbing lace butterfly, an interactive textile piece part of Entangled exhibition.

Yhteenkietoutumisia – Tekstiilien uudenlaisia toiminnallisuuksia

Monialaisella yhteistyöllä kohti uudenlaisia älytekstiilejä.

– Tapahtumat
Teksti ”Designs for a cooler planet” vaaleansinisellä ympyrällä, jota ympäröi vihreä hohde tummalla taustalla

Designs for a Cooler Planet

Kurkista huomiseen Aalto-yliopiston suurimmassa näyttelyssä! Avoinna 1.9.–30.10.2026.

Kolmeosainen kuva: vasemmalla keltainen kukka ja teksti Marsio,  keskellä kuva Aino-Marsio-Aallosta, oikealla Aallon logo o

Marsio

Aalto-yliopiston kaikille avoin kohtaamis- ja tapahtumapaikka aivan kampuksen ytimessä.

  • Päivitetty:
  • Julkaistu:
Jaa
URL kopioitu

Lue lisää uutisia

Abstraktia violettia energiaa ja salamia hehkuvan piirilevyn yllä, kirkas valo keskellä
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Mitä on kvanttiteknologia?

Moni nykyajan laite ei olisi olemassa ilman kvanttiteknologiaa, mutta huimimmat sovellukset vasta siintävät horisontissa.
Hymyilevä suorahiuksinen nainen vihreässä paidassa, sisällä kasvien edessä
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Kvanttihypen anatomia

Väitöskirjatutkija Christa Schauman kertoo, miten Suomi ja Eurooppa pärjäävät kisassa, johon kaikki haluavat mukaan – palkinnon epävarmuudesta huolimatta.
Musta käsi koskettaa tabletin näyttöä, jossa on valkoisia muotoja. Paperit ja kynä ovat vaaleanpunaisella pinnalla.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Ilmoittaudu tutkimuspalveluiden koulutuksiin – aiheina tekoäly, datanhallinta, avoin tiede ja paljon muuta

Koulutustarjonnassa on jälleen paljon uusia aiheita. Rekisteröityminen syksylle 2026 on avattu.
Gloria Mendoza-Franco väitteli ennakkoluuloista Aalto-yliopistolla 28. syyskuuta. Kuva: Matti Ahlgren, Aalto-yliopisto.
Mediatiedotteet Julkaistu:

Ennakkoluulot ovat monimutkaisempia kuin stereotypiat antavat ymmärtää

Sosiaalipsykologien teorian mukaan omaan ryhmään kuuluvat henkilöt sekä korkeasti arvostettuihin ja helposti lähestyttäviin ryhmiin liitetyt ihmiset herättävät katsojassa useammin ihailua tai kunnioitusta kuin vähemmän arvostettuihin tai etäisiksi arvioituihin ryhmiin kuuluvat ihmiset. Neurotieteen tutkijat selvittivät nyt yhdessä sosiaalipsykologien kanssa, että sosiaalisen ryhmän lisäksi myös ihmisen tunnetila ja etäisyys vaikuttavat katsojan tunnereaktioihin.