08. syyskuun 2016
Teksti: | Kuva: Miisa Kaartinen

Tällä palstalla tapaamme tiedemaailman uudisraivaajia ja omien teidensä kulkijoita.

”Tein väitöskirjatutkimukseni neljä vuotta sitten. Perehdyin tuolloin kinkkiseen pulmaan mikrosysteemitekniikan alalla: Mikrovalmistustekniikoilla pystytään jo nyt tuottamaan äärimmäisen pieniä rakenteita ja komponentteja, mutta usein ongelmaksi muodostuu komponenttien poimiminen, siirtäminen ja niistä irrottautuminen luotettavasti ja jälkiä jättämättä.

Väitöskirjavaiheessa törmäsin kiinnostavaan yhdysvaltalaiseen tutkimusryhmään, joka oli kehittänyt gekon jalkakarvojen inspiroimia liimapintoja. Gekkohan pystyy kiipeämään mitä tahansa pintaa pitkin ja tarttumaan siihen lujaa, mutta pääsee siitä myös irti jälkiä jättämättä. Juuri sellaista pintaa tarvitsimme elektroniikan komponenttien poimimiseen.

Jo Aristoteles aikoinaan piti mainitsemisen arvoisena, että gekko osaa kiivetä seinää pitkin ylös. Vasta myöhemmin pystyttiin havaitsemaan, että gekon jaloissa on todella monimutkainen mikro- ja nanorakenne. 2000-luvun alussa pystyttiin jo antamaan oikea fysikaalinen selitys sille, miten tuo rakenne auttaa gekkoa kiipeämisessä. Kun oikea selitys oli löytynyt, voitiin pyrkiä valmistamaan gekosta mallinsa saaneita liimapintoja keinotekoisesti.

Lähdin väittelyni jälkeen tutkijavierailulle tuohon yhdysvaltalaiseen tutkimusryhmään. Nyt Suomeen palattuani aloittelen Tampereen teknillisessä yliopistossa uutta akatemiatutkimusta. Aiomme tutkia viiden vuoden ajan luonnon inspiroimien materiaalien sovellutuksia robotiikassa ja lääketieteessä. Tällainen tutkimus on vielä alkutekijöissään.

Gekko ei suinkaan ole ainoa tässä mielessä kiinnostava eläin. Esimerkiksi simpukat ovat siitä villejä, että ne pystyvät tarttumaan lujasti kiinni laivojen pohjiin, vaikka useimmat liimat eivät kosteissa olosuhteissa toimi alkuunsakaan. Salaisuus löytyy molekyylitasolta, kemiasta. Simpukoita tutkimalla ja jäljittelemällä voitaisiin valmistaa esimerkiksi laastari, joka toimisi kosteissa ympäristöissä – siis vaikkapa ihmisen elimistön sisällä.

Yksi erittäin kiinnostava joukko ovat myös tursaat. Lääketieteellisen robotin pitäisi pystyä kulkemaan mahdollisimman pienestä aukosta vahingoittamatta kehoa. Tursas taas on mestari mahtumaan pienistä koloista, koska siinä ei juurikaan ole kovia osia. Tämä antaa hyviä eväitä robottien kehittämiseen: sen sijaan että tekisimme niitä alumiinista ja teräksestä, voisimmekin tulevaisuudessa valmistaa robotteja pehmeistä, kumimaisista materiaaleista.

Tulevaisuuden visioni on, että emme ainoastaan hakisi luonnosta inspiraatiota uusien materiaalien kehittämiseen, vaan myös käyttäisimme luonnon materiaaleja entistä paremmin hyödyksemme robotiikassa. Luonnon oma silkki on edelleen yksi maailman sitkeimmistä materiaaleista. Myös resiliini – materiaali, jolla on hämmästyttävän hyvä kyky palautua muotoonsa venyttämisen jälkeen – on täysin luonnon omaa tuotantoa.”

 

Veikko Sariola työskentelee apulaisprofessorina Tampereen teknillisessä yliopistossa.