Monitoimisten materiaalien suunnittelu
Prof. Jaana Vapaavuoren johtama tutkimusryhmä
Tulevaisuuden tekstiilit reagoivat valoon ja lämpöön
Tulevaisuudessa verhot voivat säädellä huoneen lämpötilaa, vaatteet seurata verenpainetta ja puuvilla puhdistua auringonvalossa.
Mitä e-tekstiilit ja älytekstiilit ovat – ja miten ne eroavat toisistaan?
Professorit Jaana Vapaavuori ja Anne Louise Bang toteavat, että vastaus riippuu täysin siitä, keneltä kysyy. He edustavat NordForskin rahoittama Beyond E-textiles -tutkimushanketta, joka yhdistää tutkijoita niin monilta eri tieteenaloilta, että kollegat kutsuvat heidän työtään ’radikaaliksi monitieteisyydeksi’.
Ryhmän työ pohjautuu lankoihin, joissa on valoon reagoivia molekyylejä ja nanopartikkeleita, sekä muotomuistilankoihin. Niistä voidaan kutoa kankaita, jotka esimerkiksi muuntavat valon lämmöksi tai liikkeeksi.
”Työmme perustuu sen visioimiseen, mitä voisi olla”, sanoo hankkeen johtaja, apulaisprofessori Jaana Vapaavuori Aalto-yliopiston kemian ja materiaalitieteen laitokselta.
”E-tekstiileissä on elektroniikkaa. Me pyrimme ohittamaan sähköpiirien tarpeen”, lisää Anne Louise Bang, muotoilun ja kestävän kehityksen apulaisprofessori VIA University Collegesta Tanskasta.
Jos vaatteissa on elektroniikkaa, kuten vaikkapa lämmitetyissä hanskoissa, puhutaan usein e-tekstiileistä. Kankaita, jotka reagoivat ympäristöolosuhteisiin, kutsutaan puolestaan tyypillisesti älytekstiileiksi. Molempia termejä käytetään usein myös toistensa synonyymeinä.
”Tutkijapiireissä ei ole asiasta minkäänlaista yksimielisyyttä”, Bang huomauttaa.
”Aiheesta heräsi kerran äärimmäisen innokas väittely tutkimusryhmämme bussimatkalla. Jopa tiivistä tutkimusyhteistyötä tekevät tahot voivat olla täysin eri mieltä”, Vapaavuori lisää nauraen.
”Minusta termejä voi käyttää synonyymeinä. Tai puhua vain toiminnallisista tekstiileistä – se on hyvä kattotermi kaikille kankaille, jotka tarjoavat muitakin toimintoja kuin suojaa ja keinon ilmaista itseään”, Vapaavuori sanoo.
Keksintöjä kaikkien arkeen
Monet olemassa olevat e-tekstiilit on kehitetty yksinomaan teknologisista näkökulmista. Niitä voi olla vaikea puhdistaa ja käyttää uudelleen – ja niiden estetiikasta voidaan olla montaa mieltä.
Beyond E-textiles -tutkijoiden asiantuntemus ulottuu kemiantekniikasta tekstiilisuunnitteluun ja taiteeseen. Heidän tavoitteenaan on luoda ratkaisuja, joilla on merkittävä yhteiskunnallinen vaikutus osana kaikkien arkea.
”Kehitämme lankoja, joiden avulla esimerkiksi verhoissa, matoissa ja seinäpeitteissä käytettäviin tekstiileihin saadaan uusia toiminnallisuuksia. Niistä voisi olla hyötyä esimerkiksi sisälämpötilan säätelyssä: ne voisivat viilentää rakennuksia kesällä ja tarjota kestävämpää lämmitystä talvella”, Jaana Vapaavuori sanoo.
”Uudet langat voisivat mahdollistaa myös monenlaisia uusia toiminnallisia vaatteita, kuten kompressiosukkia, jotka kohdistavat painetta dynaamisemmin ja tarkemmin”, hän jatkaa.
Tällä hetkellä heidän tärkein tavoitteensa on kuitenkin luoda mahdollisimman monenlaisia kuviteltavissa olevia käyttötapoja uusille materiaaleille.
”Haluamme pysyä avoimina täysin uudenlaisille sovelluksille”, Vapaavuori painottaa.
Anne Louise Bang sanoo, että ryhmä tutkii myös staattista sähköä.
”Jaanan tiimi luo yhteistyössä fysiikan laitoksen tietojenkäsittelyasiantuntijoiden kanssa algoritmia, jonka avulla tiimimme Tanskassa voi kutoa eri tavalla staattista sähköä varaavia kankaita. Tarkoituksenamme on selvittää, voisiko sitä sähköä käyttää muuhunkin kuin rätisevän tai poksahtavan äänen tuottamiseen”, Bang huomauttaa.
”Suurin osa työstämme keskittyy kankaisiin, jotka toimivat suoraan auringonvalon, ympäröivän valon tai lämpötilaerojen avulla. Kollegamme Turussa kehittävät itsestään puhdistuvaa puuvillaa valoherkän pinnoitteen avulla ja meillä on tutkijoita, jotka tutkivat UV-voimalla toimivia vedenpuhdistusverkkoja”, hän toteaa.
”Mutta meillä on myös tutkijoita, jotka keskittyvät pääasiassa estetiikkaan tai kestävyyteen, he etsivät esimerkiksi menetelmiä värjätä ja painaa kankaita ruokajätteillä”, Bang lisää.
Luottamus on onnistumisen edellytys
Beyond E-textiles -hankkeessa ei tehdä kehitystyötä tutkimusalueiden mukaan määritellyissä siiloissa, vaan yhteistyössä yli osaamisalueiden.
”Meillä on luonnollisesti tulostavoitteita, mutta hankkeessamme ei käytetä työpaketteja. Tutkimme ja kehitämme prototyyppejä rinnakkain. Se auttaa meitä oppimaan toinen toisiltamme ja kannustaa innovaatioihin”, Bang sanoo.
”Emme odota, että Jaanan ryhmä viimeistelee lämpöön ja valoon reagoivat langat ennen kuin alamme kutoa kankaita. Hyödynnämme olemassa olevia älylankoja prototyyppien valmistuksessa ja jaamme Jaanan tiimille oivalluksia jatkojalostettavaksi. Kollegamme Islannissa eivät myöskään odota valmiita älykankaita ennen kuin he ryhtyvät luomaan tulevaisuuden skenaarioita”, Bang kertoo.
Hankkeen tutkijoilla on yhteinen etäkokous joka toinen viikko, ja he tapaavat kasvotusten vähintään kahdesti vuodessa. Eri alojen tutkijoista on muodostunut hyvin tiivis ryhmä.
”Sujuva työskentely näin monialaisessa ryhmässä vaatii paljon luottamusta. Meillä sitä löytyy, koska Jaana on loistava projektijohtaja. Työmenetelmistämme on tullut eräänlainen malliesimerkki monille kollegoilleni. He ovat jo ehdottaneet niiden soveltamista muissa hankkeissa”, Anne Louise Bang kuvailee.
”Luottamuksen merkitys on ollut yksi keskeisimmistä opeistamme tässä hankkeessa”, Jaana Vapaavuori sanoo.
Hankkeessa on myös monia eettisiä kysymyksiä pohdittavana.
”Vaatteet, jotka tarkkailevat käyttäjänsä liikkumista ovat hyvä esimerkki. Ne voivat tuoda ikäihmisten hoitoon mielenrauhaa, mutta ne herättävät huolta tietosuojasta”, Vapaavuori sanoo.
”Sama koskee lastenvaatteissa käytettäviä älytekstiilejä”, Bang lisää.
”UV-reaktiiviset paidat, jotka varoittavat vanhempia taaperoiden auringonvalolle altistumisesta, ovat yhä suositumpia. Voisimme kehittää vaikka minkälaisia toiminnallisia vaatteita seuraamaan jälkeläistemme vointia – mutta mihin vedämme rajan vanhempien valvonnalle?”
Eettisten kysymysten lisäksi hankkeen tutkijoilla on tärkeä taustatavoite, joka on pidettävä mielessä:
”Monet tekstiilit kuormittavat ympäristöä tolkuttomasti. Me haluamme auttaa vähentämään turhaa kulutusta kehittämällä tekstiilejä, joihin ihmiset kiintyvät ja joita he käyttävät mahdollisimman pitkään”, Vapaavuori sanoo.
Beyond E-textiles -tutkimushanke
- Kehittää älytekstiilejä, jotka eivät vaadi sähköpiirejä, vaan muuntavat lämmön, auringonvalon, tai muun ympäröivän valon suoraan hyödylliseksi toiminnaksi: esimerkiksi aurinkopohjaiseksi kuivapesuksi, vaatteiden desinfioinniksi, valoa kerääviksi teltoiksi tai mukautuviksi verhoiksi.
- Tutkijoita Aalto-yliopistosta, Turun yliopistosta, VIA University Collegesta, Boråsin yliopistosta ja Islannin taideyliopistosta.
- Rahoittajana yhteispohjoismainen NordForsk, joka toimii Pohjoismaiden ministerineuvoston alaisuudessa.
- Hankkeen monitieteiseen työhön voi tutustua Yhteenkietoutumisia – Tekstiilien uudenlaisia toiminnallisuuksia -näyttelyssä Marsio-rakennuksessa Otaniemessä. Näyttely on osa Designs for a Cooler Planet -festivaalia 6.9.–3.10.2024.
Jaana Vapaavuori
Apulaisprofessori
Kemian tekniikan korkeakoulu, Multifunctional Materials Design (MMD) -tutkimusryhmän johtaja.
Anne Louise Bang
Muotoilun ja kestävän kehityksen vanhempi apulaisprofessori
VIA University College, Tanska
Lue lisää
Yhteenkietoutumisia – Tekstiilien uudenlaisia toiminnallisuuksia
Monialaisella yhteistyöllä kohti uudenlaisia älytekstiilejä.
Teksti: Joanna Sinclair
Kuva: Michael Damsgaard
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Väitöstutkimus selvitti, miksi kestävän liiketoiminnan läpilyönti yritysmaailmassa on ollut hidasta, miten sitä voisi kiihdyttää – ja samalla tehdä tuottoisaa tulosta
Kaupallinen ja sopimusjohtaminen on yritysjohdon strateginen työväline, jota käyttäen yritys voi saavuttaa sekä ympäristöllisesti kestävät että taloudelliset tulostavoitteensa, ilmenee tällä viikolla tarkastettavasta väitöskirjasta.
Tulevaisuuden rakennukset ovat sekä energian tuottajia että käyttäjiä
Aalto-yliopistossa kehitetty uusi innovatiivinen rakenne parantaa levylämmönvaihtimen tehokkuutta jopa 20 prosenttia. Lämpöpumppuun kytkettynä sillä on lukuisia käyttökohteita aina kotien käyttöveden lämmityksestä maalämpölaitoksiin ja rakennusten ilmanvaihtoon.
Jopa 80 prosenttia rakennustyömailla tehtävästä työstä on tehotonta – jatkuvat keskeytykset vaikuttavat myös turvallisuuteen
Valtaosa rakennustyömailla tehtävistä töistä ei suoraan vaikuta työn varsinaiseen edistymiseen. Tuore väitöstutkimus löysi kuitenkin helpon keinon parantaa rakentamisen tuottavuutta ja samalla myös hyvinvointia: työntekijöiden toiminnan seuranta.