Lähes 5 miljoonaa euroa biomimetiikan ja kvanttiteknologian pioneeritutkimukseen
The European Research Council (ERC) on myöntänyt arvostetut ERC Advanced Grant -rahoitukset kahdelle fysiikan professorille, Olli Ikkalalle ja Jukka Pekolalle. ERC-rahoituksella tuetaan innovatiivista ja poikkitieteellistä pioneeritutkimusta.
Olli Ikkalan noin 2,5 miljoonan ERC Advanced Grantin saanut hanke keskittyy uudenlaisten monifunktionaalisten materiaalien tutkimukseen. Ikkalan laajempi tutkimuskehys liittyy biomimetiikkaan, jossa tutkitaan miten ja miksi luonto rakentaa systeemejä ja materiaaleja, joilla on ainutlaatuisia ominaisuuksia.
”Biomimetiikka on laaja tutkimusalue, jonka puitteissa on rakennettu uusia materiaaleja, jotka ovat lujia, sitkeitä, bioyhteensopivia, hylkivät likaa, tai joilla on hehkuvia värejä tai pienempi kitka. Tutkimuksissa on tähän saakka keskitytty useimmiten materiaalien passiivisiin ominaisuuksiin tai ominaisuuksiin, joita voidaan toistuvasti muunnella samalla tavoin esimerkiksi lämpötilaa muuttamalla”, kertoo professori Olli Ikkala.
”Viime aikoina biologisten systeemien signalointi, energian kulutus ja epätasapainotilojen hallinta ovat inspiroineet materiaalitieteilijöitä. ERC-hankkeessa haluan porautua uudenlaisiin biomimeettiisiin materiaaleihin, jotka ovat aktiivisia ja vuorovaikuttavat ympäristön kanssa uusilla tavoilla. Materiaalit voivat muuttaa tilaansa, kun niihin syötetään energiaa, ja ne voivat myös oppia uuden ominaisuuden”, jatkaa Ikkala.
Itsejärjestymisen ymmärrys on viime vuosina kasvanut voimakkaasti ja se sallii yhä vaativampien epätasapainotilojen ja toimintojen luomisen uusiin monifunktionaalisiin materiaaleihin.
Kvantti-ilmiöiden hallittu hyödyntäminen lämpökoneissa
Jukka Pekola sai 2,4 miljoonan euron ERC Advanced Grant -rahoituksen kvanttilämpökoneiden ja -jäähdyttimien kehittämiseen ja kvanttisysteemien termodynamiikan tutkimukseen. Pekola on tutkinut jo parikymmentä vuotta suprajohtavissa nanorakenteissa tapahtuvaa lämmönsiirtoa.
”Teoreettisesti kvanttilämpökoneita tutkitaan nykyään aktiivisesti. Todellisia kvanttitermodynamiikkaa ja -ilmiöitä hyödyntäviä laitteita ei kuitenkaan ole toistaiseksi pystytty toteuttamaan. Tässä tutkimuksessa pyrimme rakentamaan kvanttilämpökoneen tai -jäähdyttimen sekä selvittämään, onko sen hyötysuhdetta ja tehoa mahdollista parantaa hallitusti kvantti-ilmiöiden avulla. Samalla saamme tietoa termodynaamisista ilmiöistä aidoissa kvanttisysteemeissä”, kertoo akatemiaprofessori Jukka Pekola.
”Tutkimus on avainroolissa kvantti-ilmiöiden hallinnan ja tulevaisuuden sovellusten kehittämiseksi. Tuloksilla voi olla merkitystä myös esimerkiksi elektronisten laitteiden energian kulutuksen hallinnassa”, jatkaa Pekola.
Kvanttiteknologia-ala on parhaillaan valtavassa murroksessa, kun aiemmin hallitsemattomat kvantti-ilmiöt ovat vähitellen siirtymässä tutkimusympäristöistä uusiksi teknologioiksi ja lopulta kaupallisten sovellusten käyttöön. Tulevaisuuden sovellusalueita ovat esimerkiksi teollisuuden tai lääketieteellisen kuvantamisen erityisherkät sensorit sekä kvanttilaskenta ja -simulaatiot, jotka avaavat täysin uudenlaisia mahdollisuuksia muun muassa energia-alan ja lääketeollisuuden materiaalien kehitystyöhön.
Professorit Olli Ikkala ja Jukka Pekola aloittivat tutkijanuransa samaan aikaan 1980-luvun alussa TKK:n Kylmälaboratoriossa. Nykyisin Aalto-yliopiston teknillisen fysiikan laitoksen osana toimivan laboratorion kasvatit ovat hyvin menestyneitä monella mittapuulla, myös erittäin kilpaillun ERC-rahoituksen osalta. Suomeen on tähän mennessä myönnetty ERC Advanced -rahoitusta yhteensä 38 tutkijalle, ja heistä kuusi on saanut rahoituksen toistamiseen.
Ikkala johtaa myös biosynteettisten hybridimateriaalien molekyylimuokkauksen HYBER-huippuyksikköä. Pekola taas luotsaa matalien lämpötilojen kvantti-ilmiöiden ja komponenttien LTQ-huippuyksikköä.
Lisätietoja:
Olli Ikkala
Professori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 050 4100 454
Molekyylimateriaalit -tutkimusryhmä
Jukka Pekola
Akatemiaprofessori
Aalto-yliopisto
[email protected]
puh. 040 700 9290
PICO-tutkimusryhmä
Suomen Akatemian tiedote
Kuvat: Olli Ikkala/Suomen Akatemia ja Jukka Pekola/Jukka Pekola
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Tutustu meihin: Professori Maria Sammalkorpi
Sammalkorpi on väitellyt tohtoriksi Teknillisestä korkeakoulusta vuonna 2004. Väiteltyään Sammalkorpi on toiminut tutkijana mm. Princetonin ja Yalen yliopistoissa sekä Aalto-yliopistossa.
Tutkimus: Matalan hierarkian organisaatioissa isoja periaatekysymyksiäkin ratkotaan porukalla Slackissa
Aalto-yliopiston alumni, vieraileva tutkijatohtori Lauri Pietinalho New Yorkin yliopiston Sternin kauppakorkeakoulusta ja Aalto-yliopiston apulaisprofessori Frank Martela selvittivät tuoreessa tutkimuksessa, miten matalan hierarkian organisaatiot käsittelevät yhteisiä toimintaperiaatteita vastakkainasettelutilanteissa ja miten auktoriteetti niissä toimii.
Fyysikot saivat bakteerit uimaan lähes täydellisissä riveissä
Bakteerien ohjaaminen onnistui magneettikentän avulla. Löytö auttaa ymmärtämään bakteeripopulaatioiden käyttäytymistä ja voi jatkossa auttaa esimerkiksi kehittämään uuden sukupolven materiaaleja, joista kaavaillaan apua muun muassa lääkkeiden kohdennettuun kuljettamiseen kehon sisällä.