Suomen Akatemia on valinnut yhteensä 11 uutta tutkimuksen huippuyksikköä 2022-2029, ja Perustieteen korkeakoulun tutkijoita on mukana näistä yhteensä kolmessa: Elävien toimintojen innoittamat hybridimateriaalit, Satunnaisuus ja rakenteet sekä Virtuaalinen laboratorio ilmakehän molekyylitason reaktioille ja faasimuutoksille.
Kemian tekniikan korkeakoulun professori Markus Linderin johtama Elävien toimintojen innoittamat hybridimateriaalit -huippuyksikkö esittelee uraauurtavia tulevaisuuden materiaalikonsepteja tuottamalla uusia elämän inspiroimia mukautuvia ja dynaamisia pehmeän aineen hybridimateriaaleja.
“Viime aikoina on tapahtunut valtavaa edistystä biologisten järjestelmien ymmärtämisessä. Pyrimme tuomaan tämän osaamisen materiaalitieteeseen ja luomaan uusia toiminnallisia materiaaleja työkaluilla, joita evoluutio on käyttänyt miljoonia vuosia, Asiantuntijatiimi käyttää saumattomasti integroitua synteettistä biologiaa, fysiikkaa, kemiaa ja laskennallisia metodeja.”, Linder kertoo.
”Uskomme, että tulevaisuudessa on uudenlaisia, keinotekoisesti älykkäitä materiaaleja. Näihin materiaaleihin voidaan kemiallisesti ohjelmoida yksinkertaisia toimintoja ja ne voivat tehdä yksinkertaisia päätöksiä. Nämä materiaalit sopeutuvat uudenlaisiin olosuhteisiin, voivat säätää toimintojaan ja alkaa kommunikoida keskenään. Tämä voi olla hyödyllistä esimerkiksi lääketieteen sovelluksissa, tosin hyvin pitkän ajan kuluttua tulevaisuudessa”, sanoo professori Olli Ikkala.
Konsortiossa on mukana Aallosta Linderin ja Ikkalan lisäksi Robin Ras ja Jaakko Timonen Perustieteiden korkeakoulusta sekä Mauri Kostiainen ja Maria Sammalkorpi Kemian tekniikan korkeakoulusta.
Olli IkkalaUudenlaiset, keinotekoisesti älykkäät materiaalit voivat olla hyödyllisiä esimerkiksi lääketieteen sovelluksissa
Satunnaisuuden ja rakenteiden huippuyksikköä koordinoi Helsingin yliopiston professori Eero Saksman. Huippuyksikkö kokoaa yhteen johtavia suomalaisia matemaatikoita sekä uuden sukupolven maailmanluokan asiantuntijoita. Huippuyksikkö tähtää matemaattisiin edistysaskeliin probabilististen metodien, kvantti- ja konformikenttäteorioiden, geometrisen ja harmonisen analyysin, osittaisdifferentiaaliyhtälöiden sekä analyyttisen lukuteorian yhtymäkohdissa.
”1900-luvulla fysiikan suurimmat läpimurrot liittyivät suhteellisuusteoriaan, kvanttikenttäteorioihin ja renormalisaatioryhmään, ja näistä varsinkaan kahta jälkimmäistä eivät vielä edellisellä vuosisadalla saatu matemaattisesti tyydyttävälle pohjalle”, sanoo professori Kalle Kytölä.
Olennaisena osana tutkimusta ovat matematiikan viimeisimpien edistysaskeleiden sovellukset sekä fysiikan että tilastotieteen alalla.
”Huippuyksikössä yhtenä tavoitteena on kehittää menetelmiä, joilla voidaan analysoida havaintoja, jotka ovat funktioita. Esimerkkejä funktionaalisista havainnoista ovat esimerkiksi kasvukäyrät, lämpötilakäyrät ja vaikkapa jatkuvasti mitatut veden pinnan korkeudet. Huippuyksikkömme tutkimusryhmillä on myös sovelluksia esimerkiksi geotermiseen energiaan, ilmakehään ja epidemiologiaan liittyen”, kertoo professori Pauliina Ilmonen.
Pauliina IlmonenHuippuyksikkömme tutkimusryhmillä on myös sovelluksia esimerkiksi geotermiseen energiaan, ilmakehään ja epidemiologiaan liittyen
Kolmannen uuden huippuyksikön tutkimusalue on ilmakehätieteet ja sitä johtaa professori Hanna Vehkamäki Helsingin yliopistosta.
”Tutkimme ilmakehän molekyyliprosesseja. Erityisesti aiomme tutkia, miten aerosolit muodostuvat ilmakehässä”, sanoo professori Patrick Rinke.
Aerosolit kehittyvät orgaanisista ja epäorgaanisista molekyyleistä, jotka johtuvat kasvillisuuden, valtamerien, tulivuorten tai ihmisen aiheuttamista päästöistä. Nämä molekyylit voivat tiivistyä monimutkaisten prosessien kautta klustereiksi, ja klusterit voivat kasvaa hiukkasiksi. Tällaiset hiukkaset vaikuttavat ilmastoon ja voivat johtaa saastumiseen.
”Kehitän huippuyksikössä tekoäly- ja datatieteen menetelmiä, ja yhdistän näitä menetelmiä laskennalliseen mallinnukseen ja mittalaitteiden kehittämiseen. Ennustamme ilmakehän kannalta merkityksellisten molekyyliklusterien vakautta”, Rinke sanoo.
Patrick RinkeTutkimme ilmakehän molekyyliprosesseja. Erityisesti aiomme tutkia, miten aerosolit muodostuvat ilmakehässä
Huippuyksikkö on tutkimusyhteisö, joka on saavuttamassa oman alansa kansainvälisen parhaimmiston tai on sen jo saavuttanut.
Kolmen uuden tutkimuksen huippuyksikön lisäksi kaksi huippuksikköä valittiin aikaisemmin 2018-2025 ohjelmaan. Aalto-yliopisto koordinoi kvanttiteknologian huippuyksikköä professori Jukka Pekolan johdolla. Muita kvanttiteknologian huippuyksikössä mukana olevia Perustieteiden korkeakoulun tutkijoita ovat Pertti Hakonen, Mikko Möttönen, Sorin Paraoanu, Mika Sillanpää, Sabrina Maniscalco, Christian Flindt ja Tapio Ala-Nissilä, sekä Zhipei Sun Sähkötekniikan korkeakoulusta. Lisäksi professori Nuutti Hyvönen osallistuu Inversiomallinnuksen ja kuvantamisen huippuyksikköön.
”Kilpailu Akatemian huippuyksiköistä on käynyt yhä tiukemmaksi. Kertoo Perustieteiden korkeakoulussa tehtävän tutkimuksen korkeasta tasosta ja laaja-alaisuudesta, että koulu on mukana näin monessa huippuyksikössä”, sanoo tutkimuksesta vastaava varadekaani Matti Kaivola.
Aalto-yliopiston johtamiksi huippuyksiköiksi valittiin Suurnopeuksiset sähkömekaaniset energianmuunnosjärjestelmät sekä Elävien toimintojen innoittamat hybridimateriaalit.
