Slow Design Week Finland vol. 3 - Nanoscience Center

Muotisuunnittelijat nanoteknologian keskuksessa? Mitä ihmettä?
Muodinluojalle on etua avarasta ja uteliaasta asenteesta ympäröivää maailmaa kohtaan. Kannattaa aina kulkea silmät auki ja suhtautua kiinnostuksella kaikkia uusia asioita ja innovaatioita kohtaan, sillä siitä voi olla odottamatonta hyötyä oman työn kannalta. Myös yhteistyö muiden tieteenalojen kanssa on hedelmällistä, sillä muilla aloilla voi olla yllättävän paljon annettavaa muodille. Joku toinen voi oikeasti pystyä toteuttamaan visiosi, joka alkuun kuulostaa mahdottomalta. Tästä syystä vierailimme tänään Jyväskylän Nanoscience Centerissä (https://www.jyu.fi/science/muut_yksikot/nsc) kuuntelemassa yrityspalvelupäällikkö Elja Kallbergin ansiokasta esitystä siitä, mistä nanoteknologiassa on kyse ja millaisia innovaatioita sen avulla on saatu aikaiseksi.

Elja Kallberg esitteli meille tuulivoimalan siiven, joka on nanoteknologialla aikaansaadun materiaalin ansiosta niin kevyt, että se on voitu tehdä entistä suuremman kokoiseksi

Suomalaisella huippuosaamisella uusia innovatiivisia materiaaleja ja tuotteita
Nanoscience Center on maailman johtavia nanotutkimuslaitoksia. Laitoksessa yhdistyy kemian, fysiikan ja matemaattis-luonnontieteellisten laitosten nanotiedetutkimus. Nano tarkoittaa kääpiötä, ja yksi nano (1 n) on millimetrin miljoonasosa. Nanotutukimuksessa siis voidaan tutkia ainesosia hyvin pienessä mittakaavassa ja vaikuttaa ainesosien ominaisuuksiin muuttamalla sitä molekyylitasolla. Esimerkiksi pahvista ja nahasta on pystytty tekemään nanoteknologian avulla läpinäkyviä! Nanoteknologiasta on tullut viimeisen kymmenen vuoden aikana globaali megatrendi, ja sen tutkimus on mennyt niin paljon eteenpäin että kaupoista löytyy jo paljon tuotteita, joissa on hyödynnetty nanoteknologiaa tuoteominaisuuksien parantamiseksi. Nanoteknologiaa löytyy varmasti jo jokaisesta länsimaisesta kodista, esim. kännykässä on nanotekniikkaa, led-valo on nanotekniikkaa jne. Kuulimme tänään myös paperikaiuttimesta, siis kaiuttimesta, joka on saatu aikaan sivelemällä paperille ainetta, joka sisälsi sellaista nanoteknologiaa että se toisti ääntä!

Tässä tunnelmakuvia tekemämme tututstumiskierroksen varrelta:





Nanoteknologiaan on käytetty jo olemassa olevissa tuotteissa
Suomi on globaalissa mittakaavassa nanotutukimuksen huippumaita ja Suomessa on innovatiivisia menestyviä yrityksiä, jotka ovat ottaneet nanoteknologian osaksi tuotekehitystään. Nanoteknologia pystyy tarjoamaan ratkaisun mitä erilaisimpiin ongelmiin, ja usein yritykset ottavatkin yhteyttä nanotutkimuslaitokseen pyytäen ratkaisua johonkin asiaan. Nanoteknologiaa on hyödynnetty esimerkiksi Kalevala Korun ja Lapponia Korun hopeakoruissa. Hopeakorut on pinnoitettu ALD-teknologialla (Atomic Layer Deposition), joka muodostaa tuotteen pinnalle atominohuen kalvon, joka suojaa tuotetta tummumiselta. Kalvo kestää tuotteen pinnassa silloin kun tuote on varastoituna, mutta mekaanisessa rasituksessa se kuluu ajan myötä pois.

Muita esimerkkejä nanoteknologian hyödyntämisestä löytyy urheiluvälinevalmistajilta, jotka ovat ottaneet nanoteknologian vastaan avosylin. Urheiluvälineissä on pystytty menestyksekkäästi hyödyntämään hiilinanoputkista valmistettuja materiaaleja. Hiilinanoputki on ominaisuuksiltaan erittäin lujaa, mutta hyvin kevyttä, ja se johtaa sähköä ja lämpöä parhaiten kaikista tunnetuista materiaaleista. Urheiluvälineisiin on kehitetty Hybronite(R) -nimistä ainetta, joka on hiilinanoputkilla vahvistettua komponenttia. Se on kevyttä ja lujaa, ja sitä on käytetty esimerkiksi jääkiekkomailoissa. Nanoteknologialla on saatu aikaan myös kestäviä ja höyhenenkevyitä suksia, joita ei tarvitse lainkaan voidella.





Nanoteknologian mahdollisuudet tuntuvat loputtomilta. Sillä voidaan pinnoittaa lasia, autojen maalipintoja, kylpyhuonemateriaaleja, laattoja, laattasaumoja, tiskipöytiä, hanoja jne. Mikä unelma puhtaanapidon kannalta, materiaali johon lika ei tartu! Pinnotteella eivät myöskään bakteerit pysty kasvamaan.

Tärkeää nanoteknologia on myös lääketeollisuudelle. Sen avulla voidaan kehittää uusia tehokkaampia lääkkeitä, ja jo nyt tutkitaan miten nanoteknologia voisi auttaa taistelussa syöpää vastaan. Nanoteknologian avulla voidaan saada myös tarkkaa tietoa eri aineiden pitoisuuksista ihmisessä, esim. veressä olevien aineiden tasapainosta, jolloin voidaan hyvinkin nopeasti todeta vaikkapa sydäninfarktin mahdollinen vaihe. Nanoteknologia auttaa myös esim. Parkinsonin taudin tutkimisessa.

Magnasense on laite, jonka avulla voidaan nanoteknologiaan hyödyntäen tutkia verestä ainepitoisuuksia, joka paljastaa esim. mahdollisen sydänkohtauksen tai sen vaiheen jo ambulanssissa

Nanoteknologian mahdollisuudet tekstiiliteollisuudelle
Nanoteknologialla voidaan vaikuttaa myös tekstiilien ominaisuuksiin, ja se on epäilemättä tärkeä uusi kehityssuunta tekstiiliteollisuudelle. Nanoteknologialla on jo nyt tehty esimerkiksi kangasta, jossa on teflonpinnoite, jonka ansiosta tekstiili hengittää normaalisti, mutta se ei ime yhtään vettä sisäänsä. Tätä on hyödynnetty jo mm. ravintoloiden pöytäliinoissa, ja innovaation ansiosta pöytäliinojen pesun tarve on vähentynyt viiteen prosenttiin. Tämä on luonnollisesti hyvin ekologista, koska tuotteiden kuljetukseen ja pesuun kuluu huomattavasti vähemmän energiaa ja vettä. Pöytäliinoja valmistaa suomalainen Tefismart-yritys (http://www.tefi.fi/), mutta materiaalissa on potentiaalia paljon muuhunkin käyttöön kuin vain pöytäliinoihin. Nanoteknologialla on myös jo nyt kehitetty GoreTex-periaatteella toimivia kalvoja, joissa on nanoskooppisen pieniä reikiä, jotka päästävät läpi vesihöytyä muttei vettä. Sitä on käytetty esim. Porschen ajovaloissa suojaamassa niitä vedeltä. Kenties vaatetukseenkin voidaan kehittää suojakalvoja nanomenetelmällä. Ja minulle kiitos tulevaisuudessa kaikki vaatteet sellaisesta kankaasta, joka on nanoteknologialla käsitelty kissankarvoja hylkiväksi!

Nanoteknologia vaatteissa
Tulevaisuudessa teknologia tulee olemaan paljolti käyttäjän vaatteisiin integroitua, joka on mahdollista nanoteknologian avulla. Suomessa on nyt jo kankaanpääläinen yritys Clothing Plus Oy (http://www.clothingplus.fi/), joka integroi vaatteisiin teknologiakomponentteja, esim. sykeantureita nanoteknologiaa hyödyntäen. Tulevaisuuden vaatteet voivat varmasti pitää sisällään mitä erilaisinta teknologiaa. Vain mielikuvitus on rajana. Tulevaisuuden älyvaatteet (tai vaikka jalkineet) voivat esimerkiksi viilentää kuumalla ja lämmittää kylmällä.

Nanoteknologiasta voi saada myös inspiraatiota vaikkapa vaatteiden kuoseihin! Tässä nanokoosta suurennettuja kuvia eri materiaaleista, mm. paperin pinnasta:

Muotoilun tulevaisuus on nanoa
Nanoteknologialla tulee olemaan jo lähitulevaisuudessa nykyistä tärkeämpi rooli ihmisten jokapäiväisessä elämässä. Tulevaisuudessa nanoteknologian avulla pystytään toteuttamaan tehokkaampaa elektroniikkaa, saamaan materiaaleihin aikaan uusia ominaisuuksia sekä tuottamaan energiaa uudella tehokkaalla tavalla, eli se tulee olemaan tärkeä tekijä tulevaisuuden energiapolitiikassa. Sillä on tärkeä rooli myös lääketieteen kehityksessä. Nanoteknologia menee eteenpäin innovaatioiden avulla: on oltava joku tarve, johon sitten kehitetään soveltuva nanoteknologia. Tässä on muotoilijoilla tärkeä rooli. Muotoilijat voivat käyttää mielikuvistustaan ja innovoida tuoteominaisuuksia, joita tuotteisiin halutaan, tiedemiesten intohimona on toteuttaa ne. Tähän me Suomessa pystymme, sillä meillä on korkea osaaminen teknologiassa ja korkea muotoilun taso. Suomi voi olla älyvaatteiden edelläkävijämaa!