Jos tarpeeksi kestävä ja tasainen rakenne löytyy, voisi tulevaisuudessa esimerkiksi lasikuidun ehkä korvata uusiutuvalla, kasviperäisellä selluloosamateriaalilla. I4FUTURE-tohtoriohjelmassa opiskeleva Mostafa Ismail (vas.) esittelee nanoselluloosanäytettä opiskelutovereilleen Francis Gyakwaalle (kesk.) ja Georgia Michailoudille.

Mitä tieteessä tapahtuu, viikko 22: Tulevaisuus syntyy silmän ulottumattomissa

Vuoden 2017 alussa Oulun yliopistossa käynnistyneestä I4Future-tohtoriohjelmasta valmistuu tohtoreita, joille tieteidenvälisyys ja akateemisista ympyröistä yritysmaailmaan pomppiminen ovat arkipäivää.

Mitä tieteessä tapahtuu  | 

Teksti Essi Oikarinen

Kuvat Essi Oikarinen

Yhä laadukkaampia teollisuuden prosesseja, lisää ymmärrystä ilmastonmuutoksen hallintaan, uusiutuvista materiaaleista rakennettuja lentokoneita. Vuoden alussa Oulun yliopistossa alkaneen I4Future-tohtoriohjelman nuorten tutkijoiden tutkimusaiheiden kautta maailma vaikuttaa muuttuvan yhä tehokkaammaksi, nopeammaksi ja ympäristöystävällisemmäksi.

Tohtoriopiskelijat etsivät massiivisiin ongelmiin vastauksia minimittakaavassa, materiaalien rakennetta tutkimalla. Monitieteisen ohjelman opiskelijoilla on pohjatutkintoja eri aloilta lääketieteestä biotieteisiin ja ympäristötutkimuksesta teknologiaan. Yhteistä kaikille on samojen metodien käyttäminen ja kehittäminen.

Ohjelman nimen i-kirjan viittaa sanaan imaging, kuvantaminen. Tieteellinen kuvantaminen ja karakterisointi ovat rypäs menetelmiä, joista jokainen tarjoaa yhden näkökulman materiaalien rakenteeseen. Tutkittava materiaali voi olla mitä tahansa ilmakehän yhdisteistä metalliin tai vaikkapa pesusieneen.

”Lääketieteessäkin ihmiskehoa tutkitaan useiden eri menetelmien avulla. Esimerkiksi röntgensäteillä otetaan selvää luista, magneettikuvauksella päästään tarkastelemaan kudoksia. Samalla tavoin me käytämme eri menetelmiä materiaalien ominaisuuksien tutkimiseen”, ohjelmassa opiskeleva, egyptiläistaustainen Mostafa Ismail selittää.

Kreikkalainen Georgia Michailoudi päätyi ohjelmaan tutkimusongelma edellä. Ympäristöfysiikan maisterintutkinnon jälkeen käteen jäi kiinnostus ilmastonmuutokseen ja sen aiheuttajiin, joihin hän paneutuu nyt itselleen uusien menetelmien kautta.

Monitieteisessä I4Future-ryhmässä jokainen painii oman tutkimusprojektinsa kanssa, mutta samalla ryhmä tarjoaa tukea uuden oppimiseen.

”Jos en hallitse jotain menetelmää, voin aina kysyä neuvoa opiskelutovereilta. Vastaavasti minä autan heitä jos tulee tarve.”

 

Monta keittäjää väitöskirjasopassa

I4Future-ohjelman 20 tohtoriopiskelijan joukossa on edustettuna 11 eri kansallisuutta. Tulevat tohtorit työskentelevät yhteensä viidessä eri Oulun yliopiston tiedekunnassa. Ohjelmassa keskeistä on, että jokaisella tutkimusprojektilla on myös yliopiston ulkopuolisia yhteistyökumppaneita, yrityksiä tai tutkimusorganisaatioita. Suuri osa rahoituksesta tulee EU:lta.

Opiskelu kestää neljä vuotta, jonka aikana opiskelijat pitävät jatkuvasti yllä tiiviitä yhteyksiä yritysmaailmaan, käyvät vähintään puoli vuotta kestävässä vaihdossa jossakin toisessa yliopistossa ja saavat lopulta väitöskirjansa valmiiksi.

Moneen suuntaan kurottelevan projektin kääntöpuolena on viestimisen vaikeus.

”Sopan keittämisessä monella kokilla on omat haasteensa. Esimerkiksi EU suosii tutkimustulosten julkaisemista avoimesti, mutta yliopistomaailmassa avoimuus ei ole vielä lyönyt kovin vahvasti läpi”, Mostafa Ismail pohtii monitieteistä ja -alaista yhteistyötä.

”Mutta ei tämän toisaalta pidäkään olla helppoa, se on koko homman suola. Selkärankaa me tässä kasvatamme.”

Ismail ja Michailoudi uskovat, että ohjelma tarjoaa valmistumisen jälkeen perinteistä jatkotutkintoa paremmat mahdollisuudet työllistyä myös yritysmaailmaan.

 

Intohimosta energiaa 

Keväällä Mostafa Ismail ja Georgia Michaloudi piipahtivat Japanissa tutkimusnäytteidensä kanssa. Sinne heidät vei synkrotroni, hiukkaskiihdytin, jonka tuottamaa valoa hyödynnetään kuvantamisessa.

Laitteita löytyy myös Euroopasta, mutta ne ovat äärimmäisen varattuja. Japanista nuorille tutkijoille järjestyi ”sädeaikaa”.

”Meidän täytyi työskennellä vuoroissa kolme päivää putkeen, jotta saimme kokeen tehtyä. Sädeaika, beam time, on arvostettua ja jonotettua, joten sitä ei kannata tuhlata nukkumiseen.”

Säteily syntyy, kun elektronit kiitävät ympäri hiukkaskiihdyttimen kilometrien pituista kehää. Kehän varrelle niille varattuihin paikkoihin asetetut tutkimusnäytteet vastaanottavat säteilyn ja tuloksena syntyy kuvia, jotka kertovat näytemateriaalin rakenteesta, kemiallisista ja fysikaalisista ominaisuuksista.

Mostafa Ismaililla oli Japanissa mukanaan kasveista jalostettuja selluloosanäytteitä. Kasviperäisistä materiaaleista kaavaillaan tulevaisuuden rakennusaineita. Jos tarpeeksi kestävä ja tasainen rakenne löytyy, voisi uusiutuvaa selluloosaa tulevaisuudessa löytyä vaikkapa lentokoneista tai tuulivoimaloista, nykyisten uusiutumattomien materiaalien sijaan.

Ismail tutkii selluloosan rakennetta nanotasolla, millimetrien miljoonasosien tarkkuudella.

”Elämme nanoaikakaudella. Kaikki tuntuu nykyään olevan nano-jotain, joten on vain luontevaa, että tutkimme ja kehitämme myös materiaalien nanotason ominaisuuksia”, Ismail pohtii.

Tutkimusmateriaalin lisäksi matkalta tarttui mukaan lisää innostusta omaan tekemiseen.

”Parasta olivat asialleen omistautuneet ihmiset. Täytyy olla aidosti intohimoinen, jos on valmis valvomaan useita vuorokausia tutkimuksensa parissa. Ei tällaista näe yhdeksästä viiteen -töissä.”

 

Muokattu 30.5. 2017 kello 11.42: Täsmennetty kohtaa EU:n rahoituksesta ja hiukkaskiihdyttimestä.

Julkaistu 30.5.2017

Essi Oikarinen

Tiedeviestinnän opiskelija, joka haluaisi keksiä lisää värejä ja valon aallonpituuksia.

Lue seuraavaksi

Kaivosuutisoinnissa ympäristövaikutukset ja talous eivät keskustele keskenään

Terhi Suominen

Mitä tieteessä tapahtuu

21.2.2019

Viikon 7 Tiedekysymys: Voiko tekoäly tehdä tiedettä?

Heidi Niemi

Tiede

11.2.2019

Erkki Koiso-Kanttilan katu 1
2T-ovi, 1.krs
90570 Oulu

toimitus@oyy.fi
+358 40 526 7821