Vuoden nuori tutkija kehittää monitoiminnallisia materiaaleja design-ajattelulla

Tekniikan edistämissäätiö myönsi vuoden 2020 nuoren tutkijan palkinnon Aalto-yliopiston apulaisprofessori Jaana Vapaavuorelle. Palkinnon suuruus on 10 000 euroa.

Tekniikan tohtori Jaana Vapaavuori johtaa Aalto-yliopistossa Multifunctional Materials Design -tutkimusryhmää. Ryhmän tavoitteena on luoda uusia monitoiminnallisia materiaaleja, eli yhdistää useita eri toiminnallisuuksia yhteen materiaaliin. 

Esimerkiksi nanoselluloosasta voi tulevaisuudessa valmistaa monitoiminnallisia tukirakenteita aurinkokennoille ja muille optoelektroniikan laitteille, kuten led-valoille. Rakenteet tekevät laitteesta kevyemmän, tehokkaamman ja taipuisan. Lisäksi niiden avulla laitteen pinnasta voidaan tehdä vettä hylkivä.

Lisäksi tutkimusryhmä tutkii muun muassa sitä, miten valolla voidaan muuttaa materiaalien rakennetta ja ominaisuuksia. Tutkimuksella on runsaasti sovelluskohteita. Sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi erittäin pienten mikropiirien valmistuksessa.

Vapaavuoren työtä ohjaa design-ajattelu sekä resurssien mahdollisimman viisas hyödyntäminen. Monitoiminnallisten materiaalien tuotannossa pitää ottaa huomioon lopputuotteen koko elinkaari, eikä tuotannon tulisi kuluttaa kohtuuttomasti energiaa tai kestämättömiä raaka-aineita.

“Jos voimme lisätä materiaaliin ominaisuuden, joka tekee lopputuotteesta tehokkaamman, se kannattaa toteuttaa. Jos taas uusien ominaisuuksien lisääminen materiaaliin kuluttaa enemmän energiaa kuin mitä lopputuote antaisi, siinä ei ole järkeä”, Vapaavuori sanoo.

Vuonna 1985 syntynyt Vapaavuori on saavuttanut merkittäviä tieteellisiä läpimurtoja. Vuonna 2015 hän esimerkiksi kehitti kokonaan uuden menetelmän, jonka avulla mitataan valon vaikutuksia tietynlaisiin polymeerimateriaaleihin. Ilmiötä ei aiemmin oltu kunnolla ymmärretty, minkä vuoksi Vapaavuoren kehittämä menetelmä on kansainvälisesti merkittävä.

”Säätiömme palkitsemat nuoret tutkijat ovat vuodesta toiseen erinomaisia tieteentekijöitä, eikä Jaana Vapaavuori ole poikkeus. Vapaavuoren erityinen ansio on se, että hän on Aalto-yliopiston poikkitieteellisen Materiaalitutkimus-platformin tuleva johtaja. Haastavia ongelmia ratkaistaessa tarvitsemme tämän kaltaisia alustoja, joissa hyödynnetään eri alojen tutkijoiden osaamista”, Tekniikan edistämissäätiön hallituksen puheenjohtaja Johanna Lamminen perustelee nuoren tutkijan valintaa.