AEROGEELI avaruuteen ja arkipäivään; Tutka kurkkaa hampaaseen; Näitä ei mies keksisi; Kengännauha tarkkailee solmun pitävyyttä; Kymmenen kärjessä ( merkittävimmät suomalaiskeksinnöt )

TEKSTI:Risto Varteva

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Aerogeeli on unelmankevyttä lasivaahtoa, joka kuitenkin on
vahvaa ja kestävää. Se on loistava lämmöneriste, ja siitä voidaan
valmistaa ääntä suuntaavia putkia, mutta toistaiseksi sen kilohinta
on sadan tuhannen tuntumassa.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Julkaistu Tiede-lehdessä

1/2000


 





Aerogeelin ominaisuuksia

• Tiheys pienimmillään 3 kg/m3.


• Sietää lämpöä noin 500 asteeseen.


• Huokosten läpimitta noin 20 nm eli paljon pienempi kuin valon aallonpituus, joka on 400-700 nm.


• Huokosten pinta-ala 600-1 000 m2/g


• Äänen nopeus 100 m/s


• Puolen neliömetrin pala paksuudeltaan runsaan sentin aerogeelimattoa maksaa internetistä löytyvien hinnastojen mukaan yli 5 000 markkaa. Kilohinnaksi tulee aerogeelin tiheydestä riippuen 50 000 tai ehkä peräti 250 000 markkaa.


Aerogeeli on kuin kiinteää savua, mainitsee Yhdysvaltain avaruusvirasto Nasa internetissä komeettaluotain Stardustin esittelysivulla. Mitä ihmettä "kiinteä savu" tekee avaruudessa?

Aerogeeli on uudelleen löydetty materiaali, jolle luvataan suurta tulevaisuutta. Huikeimpia sovelluksia on pölyn kerääminen komeetta Wild-2:n tuntumasta tammikuussa 2004, jolloin Stardust ohittaa sen 100-200 kilometrin päästä.

Muutamassa vuodessa aerogeeli saattaa tulla meille tutuksi myös arkipäivän kapineissa. Toistaiseksi se vain on turhan kallista.

Aerogeeli on hyvin huokoista, parhaimmillaan melkein painotonta. Sitä valmistetaan vaahdottamalla sulaa lasimassaa seosnesteen ja paineilman avulla siten, että lasi muodostaa valtavasti äärimmäisen pieniä ja ohutseinäisiä kuplia ja kanavia, joiden sisään ilma jää vangiksi. Menetelmä keksittiin Yhdysvalloissa Stanfordin yliopistossa jo 1930-luvulla, mutta vasta nyt valmistus onnistuu teollisessa mitassa.

Huokosten takia aerogeeli on erinomainen lämpöeriste; ilma johtaa huonosti lämpöä. Samaa ideaa on vanhastaan käytetty villapaidassa, jonka kuitujen väliin jää ilmaa. Paidan ilma pääsee kuitenkin liikkumaan ja lämpö sen mukana, joten paita ei ole täydellinen eriste.

Uusia vaatteita tuulipukukansalle on tuskin vielä luvassa, mutta esimerkiksi pakastimien ja jääkaappien lämmöneristeenä aerogeeli olisi tehokas. Niiden seinät voitaisiin tehdä aiempaa ohuemmiksi, sillä yksi sentti aerogeeliä eristää lämpöä yhtä hyvin kuin kymmenen sentin kerros vaahtomuovia. Vaikka aerogeeli on kallista, ainakin lentokoneissa kannattaa maksaa tällaisesta painon säästöstä.




Menneen mahdin symboli



Yhdysvallat alkoi kehittää moneen kertaan käytettävää avaruussukkulaa 1970-luvulla. Samoin teki Neuvostoliitto. Se joutui kui-tenkin 1980-luvun lopulla luopumaan kal-liiksi käyneestä hankkeesta, ja kosmonautit ovat lentäneet kertakäyttöisillä aluksilla.

Buran-sukkula kävi avaruudessa vain yhdellä miehittämättömällä lennolla 15.11.1988. Nykyisin Buran pölyttyy Venä-jän avaruuslentokeskuksessa Baikonuris-sa, missä se lepää Energija-kantoraketin päällä.


Aerogeelissä on sekin erikoisuus, että äänen nopeus on sen sisässä vain 100 metriä sekunnissa. Koska ilmassa ääni etenee runsaat 300 metriä sekunnissa, vinosti aerogeelipintaan osuva ää-niaalto muuttaa jyrkästi suuntaansa. Siksi sopivasti muotoillulla aerogeelillä voidaan suunnata ääntä kuten linsseillä valoa.

Aerogeelistä voisi valmistaa myös ääniputkia, joissa ääni kulkeutuisi siististi vaikka nurkan taakse kuin valokuiduilla ohjattu valo. Näin ääni saadaan keskitetyksi haluttuun kohtaan tai ohjatuksi muualle pois häiritsemästä.

Stardust-luotaimessa käytetään hyväksi aerogeelin huokoisuutta. Komeetan lähellä pienen pienet pölyhiukkaset iskeytyvät aerogeeliin kuin luodit ampumaradan hiekkapenkkaan. Vauhti vain on hieman toinen: hiukkasten törmäysnopeus on noin kuusi kilometriä sekunnissa.

Kun luotain on kerännyt näytteensä, se siirtää aerogeelin takaisin suojakoteloonsa, ettei siihen tartu lennon aikana muita avaruuden hitusia. Luotaimen rata on sellainen, että näytekapseli laskeutuu Maahan tammikuussa 2006.

Näytteitä odotetaan saatavan vain gramman murto-osia, mutta jo tuhatkin yksittäistä hiukkasta olisivat tutkijoille aarreaitta. Niillä voitaisiin selvittää, millainen aurinkokunnan koostumus oli miljardeja vuosia sitten, sillä avaruudessa yksinään vaeltava komeetta ei ole tänä aikana juuri muuttunut.

Tutka kurkkaa hampaaseen

Toshiban tutkimuslaitoksessa Englannissa kehitetty hammastutka saattaa korvata perinnäisen röntgenin, sillä uusi menetelmä on vaaraton mutta hyvin tarkka.

Tavallisissa tutkissa aallonpituudet ovat senttejä, jopa metrejä. Hammas on niin pieni, ettei siitä saa kuvaa näin suurilla aallonpituuksilla.

Hammastutkassa aallonpituus on vain millimetrin osia, eli käytettävän sähkömagneettisen säteilyn taajuus on terahertsin luokkaa. Menetelmää kutsutaankin terahertsikuvaukseksi, kertoo uutis- ja kuvatoimisto Science Photo Library.

Aallot suunnataan hampaaseen lyhyinä sykäyksinä. Kaikujen muodosta ja voimakkuudesta voidaan päätellä luuaineksen kunto.

- Kaiuista saadaan tietokoneella kolmiulotteinen kuva, jota hammaslääkäri voi käännellä kuvaruudulla nähdäkseen ongelmat parhaasta suunnasta, kertoo tutkimushankkeen johtaja, tohtori Don Arnone.




Kymmenen kärjessä

Keksintösäätiö on listannut merkittävimmät suomalaiskeksinnöt:

   Abloy-lukko


   Suomi-konepistooli


   AIV-rehu


   Liekkisulatto kuparin valmistuksessa


   Ksylitoli-makeutusaine


   Paperikoneiden kehitys- ja ympäristön-


      suojelukeksinnöt


   Sykemittari


   Luunmurtumien hoidossa käytettävät


      biohajoavat istukkeet


   Kännyköihin ja tietotekniikkaan liittyvät


      keksinnöt


 Kolesterolia vähentävä margariini

Kärkikymmenikön niskaan hengittävät mm. astiankuivauskaappi, häkäpönttö, radiosondit, jäänmurtajat ja internet-salausmenetelmät.

Näitä ei mies keksisi

- Lapsiperheessä tuskaillaan potan kanssa: reissatessa kolho muoviastia ei tahdo mahtua mihinkään laukkuun. Isä tyytyy tilanteeseen, mutta äiti saa ajatuksen. Olisiko kokoontaitettava malli mahdollinen?

Naisten idea- ja keksintöliiton puheenjohtajan Taina Tuomikorven takavuosien idea jäi prototyypin asteelle, mutta se paljastaa naiskeksintöjen luonteen.

- Ne syntyvät arjen tarpeeseen ja liittyvät usein kotiin, perheeseen ja sosiaaliseen elämään.

Naispuolisia pellepelottomia saa kiittää mm. suodatinpusseista, astiakaapeista, kierrätettävistä vaipoista, jätesäkeistä ja ruoankuljetuslaatikoista.

Tuomikorpea nyppii keskintöjen mieltäminen vain teknisiksi vekottimiksi. - Mullistavaakin ns. sosiaalista keksintöä pidetään nä-pertelynä, hän harmittelee. Väestön ikääntyminen ja hoiva-alan kasvu lupaavat kuitenkin arvonnousua.

Ensimmäistä kertaa järjestetyssä naisten ideakilpailussa palkittiin parhaana tuotekeksintönä Pia Lambergin menetelmä, jossa ihmiskehon lämpö otetaan talteen ja kierrätetään. Energiaa säästävä keksintö sopii mm. kouluihin ja suuriin työpaikkoihin.

Kengännauha tarkkailee solmun pitävyyttä

- Pian kengännauha osaa varoittaa aukeamisestaan, kertoo New York Timesin patenttipalsta.

Sasha ja Jordan Meschkow ovat saaneet Yhdysvalloissa patentin numero 5 936 538 sähköä johtaville kengännauhoille. Niiden läpi kulkeva virta muuttuu, kun solmu löystyy. Silloin paristolla toimiva laite antaa joko valo- tai äänimerkin.

Turhien hälytyksien estämiseksi kengän pohjaan kiinnitetään paineanturi, joka tarkkailee, onko jalkine käytössä vai ei.

Syntyikö tutkimuksesi tuloksena innovaatio, joka on jo kenties


matkalla kaupalliseksi tuotteeksi? Kerro meille keksinnöstäsi:


tiede@sanomamagazines.fi

Sisältö jatkuu mainoksen alla