Suomessakin kehitellään joustavia näyttöjä. Kuva: Sirpa Räihä / HS
Suomessakin kehitellään joustavia näyttöjä. Kuva: Sirpa Räihä / HS

Nanolangat venyvät jopa kolminkertaiseen pituuteen ja palaavat muotoonsa.

Taipuisasta elektroniikasta – kuten ranteen ympärille kietaistavista puhelimista – haaveillaan, mutta vaikeutena on löytää tarpeeksi joustavia materiaaleja. Uusi tutkimus on löytänyt sellaisia.

Kun mennään tarpeeksi pieneen mittakaavaan, tutuilla alkuaineilla on erikoisia ominaisuuksia. Alle 40 nanometrin paksuiset hopealangat ovat sekä joustavia että kestäviä, havaitsivat yhdysvaltalaisen Vermontin yliopiston tutkijat. Yksi nanometri on millimetrin miljoonasosa.

Tutkijat tarkastelivat näitä erittäin ohuita lankoja elektronimikroskoopilla ja mallinsivat aineen ominaisuuksia supertietokoneella. 40 nanometriin asti hopealangat käyttäytyvät kuin metallin odottaisikin käyttäytyvän.

Tätä pienemmässä mitassa alkaa kuitenkin tapahtua kummia.

”Hopeasta tulee hyytelömäistä ja puristettaessa pehmeää. Sitten se palautuu hitaasti muotoonsa”, kuvaa tutkimukseen osallistunut konetekniikan professori Frederic Sansoz Vermontin yliopistosta.

Aiemmin on tiedetty, että hopea käyttäytyy näin alle kymmenen nanometrin mittakaavassa. Se ei ole kuitenkaan kovin lujaa. Nyt tutkijat kiinnittivät huomiota 10–40 nanometrin luokkaan. Tässä paksuudessa hopeisten nanolankojen ominaisuudet näyttäisivät olevan parhaimmillaan. Ne joustavat yhtä hyvin kuin ohuemmat langat, mutta ovat myös lujia.

”Kun lankaa vetää, sen pintaan tulee pieniä vaurioita, mutta atomien diffuusio korjaa pinnan. Aine venyy ja venyy jopa kolminkertaiseen pituuteen”, Sansoz kertoo.

Kyse on hopea-atomien kiderakenteen erikoisesta ominaisuudesta. Kun lanka on vain muutaman sadan atomin paksuinen, suurin osa atomeista on langan pinnalla. Niiden diffuusio tai liike kiderakenteessa mahdollistaa sen, että hopea käyttäytyy lähes nestemäisesti huoneenlämmössä.

Teollisuus on ollut pitkään kiinnostunut nanolankojen sovelluksista elektroniikassa, mutta Sansozin mukaan aiemmin ei ole tiedetty, minkä vahvuinen lanka olisi parasta. Sopivasta nanolangasta voisi tehdä sähköä johtavan, valoa läpäisevän ja taipuisan verkon, joka voisi mahdollistaa esimerkiksi taipuisat kännykät.

Suomessakin erilaisten nanolankojen ominaisuuksia tutkitaan esimerkiksi Aalto-yliopistossa.

Tutkimuksen julkaisi Nature Materials.

Uuden tutkimuksen mukaan ilmaston lämpeneminen voidaan estää vähemmillä päästörajoituksilla kuin on arvioitu.

Ilmastomuutoksen estäminen on helpompaa kuin tiedeyhteisö on aiemmin arvioinut, väittää uusi tutkimus.

Maailman maat sopivat Pariisin ilmastosopimuksessa tavoitteesta, jonka mukaan maapallon lämpeneminen pidetään 1,5 asteessa tällä vuosisadalla. Ilmastotutkijat ovat tähän mennessä laskeneet, että tavoite on käytännössä mahdotonta saavuttaa.

Uusi tutkimus päätyy kuitenkin toiveikkaampaan tulokseen. Kunnianhimoisen tavoitteen saavuttamiseen tarvitaankin vähemmän toimia ja päästörajoituksia kuin on uskottu, jos Oxfordin yliopiston Richard Millarin ja kumppaneiden laskelmat pitävät paikkansa.

Millarin ryhmä katsoo, että hallitusten välisen ilmastopaneeli IPCC:n ennusteet ovat yliarvioineet ihmisen osuutta ilmaston lämpenemiseen.

He itse päätyivät siihen, että ihmisen toimet ovat lämmittäneet ilmastoa 0,9 astetta 1800-luvun puolivälistä alkaen. Arvio on 0,3 astetta pienempi kuin hallitusten välisen ilmastopaneelin malleissa. Tämä tuo lisää liikkumavaraa hillintätoimiin.

Ryhmä laski Nature Geoscience -lehdessä, kuinka paljon kasvihuonekaasuja ihmiskunta voisi päästää vielä ilmaan, niin että lämpeneminen ei ylittäisi 1,5 astetta.

Tulos oli, että päästöjä saa olla jopa kolminkertainen määrä siitä, mitä IPCC on arvioinut. Puolentoista asteen lämpenemien sallisi 250–540 gigatonnia lisää hiiltä ilmakehään.

Vaikka ihmiskunta näyttäisi pääsevän helpommalla, edessä on silti kovia ponnisteluja päästöjen vähentämiseksi.

”Pariisin 1,5 asteen tavoite ei ole mahdoton. Se on vain hyvin vaikea”, kommentoi Millar Naturen uutisjutussa.

Päästöjä pitäisi joka tapauksessa vähentää uuden ennusteen mukaan enemmän kuin mihin maat ovat tähän mennessä sitoutuneet.

Ilmatieteen laitoksen professori Ari Laaksonen epäilee, että uusi tutkimus tulee herättämään vielä tieteellistä kiistaa.

”Tutkimus perustuu aika suoraviivaiseen tilastolliseen ajatteluun”, Laaksonen sanoo.

Hän muistuttaa, että Millarin ryhmän käyttämistä lukuisista ilmastomalleista kolmasosa edelleen ennustaa, että 1,5 asteen tavoitteeseen on käytännössä mahdotonta päästä, vaikka otetaan huomioon 0,3 asteen korjaus.

Yhdysvaltalaisen tutkimuksen mukaan pelaamisen houkutus vähentää nuorten miesten muttei vanhempien miesten tai naisten työtunteja.

Tietokonepelit ovat kehittyneet niin hyviksi, että ne ovat houkutelleet nuoria miehiä vähentämään työntekoaan ja panostamaan vapaa-aikaan. Näin on käynyt ainakin Yhdysvalloissa tuoreen tutkimuksen mukaan.

Tämän vuosituhannen aikana Yhdysvalloissa nuorten, 21–30-vuotiaiden miesten keskimääräinen vuosityöaika on pienentynyt yli kahdellasadalla tunnilla vuodessa. Se on 40 tuntia enemmän kuin heitä vanhemmilla, 31–55-vuotiailla miehillä.

Työntekoa vähensi talouden alamäki, mutta se ei ole ainut syy.

Princetonin yliopiston Mark Aguiar ja työtoverit huomasivat, että työn kysynnän pienenemisen ohella muutoksen takana on nuorilla miehillä myös entistä viettelevämpi vapaa-aika.

Vapaa-ajassa nuoria miehiä näyttää kiehtovan eritoten yhä paremmiksi kehittyneiden tietokonepelien pelaaminen. Se on tutkijoiden mukaan erityisesti heille arjen ylellisyyttä.

Vuosina 2004–15 nuorten miesten viikoittainen vapaa-ajan määrä kasvoi 2,3 tuntia. Suurin osa eli noin 60 prosenttia tästä lisäyksestä kului pelaten, laskee tutkimusryhmä Yhdysvaltain taloustutkimuskeskuksen NBER:n julkaisemassa raportissaan.

Sitä vastoin naiset ja vanhemmat miehet käyttivät omasta lisääntyneestä vapaa-ajastaan vain pienen osan pelaamiseen.

Kaiken kaikkiaan nuoret miehet lisäsivät runsaassa kymmenessä vuodessa pelaamistaan noin sadalla tunnilla vuodessa. Se merkitsee 50 prosentin lisäystä.

Pelaaminen selittää tutkimuksen mukaan 23–46 prosenttia nuorten miesten työpanoksen vähenemisestä. Myös nuorten naisten työtunnit ovat aavistuksen laskeneet pelaamisen takia.

Tutkijat arvioivat, että myös muissa teollisuusmaissa pelaaminen on voinut syödä työhaluja. Heidän mukaansa pelaaminen ja siinä kehittyminen voivat tarjota niin paljon nautintoa, että sillä voi olla pysyviä vaikutuksia työn tarjontaan.

Suomessa ei ole tiettävästi tutkittu vapaa-ajan houkutusten vaikutusta siihen, kuinka paljon työtä tehdään.

Tilastokeskuksen yliaktuaari Pertti Taskisen mukaan nuorten miesten säännöllinen työaika on vaihdellut suhdanteiden mukaan mutta selvää laskua tai nousua ei ole ollut.

”Säännöllinen työaika pohjautuu useimmiten työsopimukseen. Halukkuuteen tehdä ylitöitä voi tietysti vaikuttaa se, että vapaa-ajan toiminnot ovat nousseet vaihtoehtona houkuttelevammaksi”, Taskinen toteaa.

Taskinen kuitenkin kysyy, miksi tietokonepelaamien vasta nyt korvaisi työntekoa, sillä ovathan tietokonepelit aina kiehtoneet niiden pelaajia.