Nanotekniikka lupaa paljon, mutta laitteiden rakentaminen metrin miljardisosan mittakaavassa on vaikeaa. Avain massatuotantoon voi olla molekyylien itsejärjestyvyys. Maailman tunnetuin itsejärjestyvä molekyyli on dna. Siitä tulee elektroniikan rakennuspalikka.


miljardisosan mittakaavassa on vaikeaa. Avain massatuotantoon
voi olla molekyylien itsejärjestyvyys. Maailman tunnetuin itsejärjestyvä
molekyyli on dna. Siitä tulee elektroniikan rakennuspalikka.


Julkaistu Tiede-lehdessä 9/2006


Pienuus merkitsee elektroniikassa suurta suorituskykyä. Tietokoneet ja kännykät ovat kehittyneet vuosi vuodelta nopeammiksi ja monipuolisemmiksi, koska osista on onnistuttu tekemään aina vain pienempiä.  Kehityksen vähemmän tunnettu varjopuoli on, että komponenttien kutistuessa niiden valmistamiseen tarvitaan yhä tarkempaan jälkeen pystyviä tuotantolaitteita, jotka aina ovat myös kalliimpia kuin entiset. Lisäksi nykyiset äärimmilleen viritetyt valmistusmenetelmät kuluttavat huomattavasti luonnonvaroja, erityisesti energiaa.

Nanometrin mittakaava on nykyisille massatuotannon menetelmille erittäin vaikea, jopa mahdoton.

Molekyylielektroniikassa tavoitteena onkin kokonaan uudenlainen valmistustapa, joka on niin hinnaltaan kuin energiankulutukseltaan ratkaisevasti edullisempi kuin nykyiset menetelmät. Avain siihen on molekyylien itsejärjestyvyys.

Luonnosta löytyy monia itsejärjestyviä molekyylejä, ja niitä voidaan valmistaa myös keinotekoisesti. Tunnetuin ja merkittävin itsejärjestyvä molekyyli löytyy meidän jokaisen sisältä. Se on dna, tuo geneettisen tiedon välittäjä, jolla on ilmiömäinen kyky vastinparinsa tunnistamiseen. Yksittäinen dna-juoste pariutuu sellaisen juosteen kanssa, joka sisältää oikean emäsjakson. Tätä evoluution optimoimaa mekanismia ihminen yrittää nyt hyödyntää tekniikassa.




Molekyylielektroniikka mahdollistaa muun muassa uudenlaiset muistit ja hoidot.

Koko elämä kännykkään. Molekyyleistä voidaan rakentaa niin pieniä massamuisteja, että kännykkään mahtuisi vaikka koko elämän pituudelta videokuvaa.
Lisäksi nykyinen kaksitilainen binaarilogiikka voitaisiin korvata dna-muistilla, joka pohjautuisi nelitilaisiin emäsbitteihin. Sen kapasiteetti olisi ylivoimainen nykymuisteihin verrattuna. Kun nykyisenlaisella kaksitilaisella 8 bitin muistipaikalla voi kuvata 256 erilaista merkkiä, nelitilaiseen niitä mahtuisi 65 536.

Lääkäri sisällesi. Elektroniikka yhdistetään osaksi elollista oliota. Elimistöön voitaisiin liittää sen tilaa seuraavia antureita, jotka tarvittaessa vapauttavat juuri haluttuun kudokseen hakeutuvia nanokorjaajia - tai ainakin ilmoittavat, kun on tarve mennä lääkäriin.

Koneet kasvamaan puissa. Nanokoneen rakennusohjeet koodataan osaksi eliön kromosomeja. Näin saataisiin nanokoneiden massatuotanto automatisoitua osaksi eläintä tai kasvia. Koneet voisivat siis todella kasvaa puissa!

Dna pariutuu tarkasti









Molekyyli hakeutuu asemiin









Kuutio 20 vuotta sitten

Nadrian SeemanJunghuei Chen



Bernard Yurke

Sapluunalla jo transistori





Paul Rothemund



Nyt tavoitellaan johtimia















Kalastetaan käyttöön sähköllä










Sampo Tuukkanen on tutkija, joka väittelee molekyylielektroniikasta tässä kuussa.
Jussi Toppari on yliassistentti ja molekyylielektroniikan tutkija.
Päivi Törmä on fysiikan professori.
Kaikki työskentelevät Jyväskylän yliopistossa, ja he ovat julkaisseet tutkimuk¬siaan alan kansainvälisissä lehdissä, mm. Nano Lettersissä.



 

Hyvä harrastus – ja helppo. Lukemista löytyy aina. Kuva: Shutterstock

Kieli rikastuu, ajattelu syvenee ja sosiaalinen taju kehittyy.

Tietokirjan järki on selvä: saa tietoa, jolla jäsentää maailmaa ja vaientaa mutuilijat. Riittävästi tietoa hankkimalla tulee asiantuntijaksi, ja sillä on selvä hyötyarvo.

Entä missä on fiktion lukijan tulosvastuu? Mitä itua on kuluttaa aikaansa tuntitolkulla hatusta vedettyjen ihmisten hatusta vedettyihin edesottamuksiin? Paljonkin: romaani tai novelli opettaa toimimaan muiden ihmisten kanssa.

Fiktio simuloi sosiaalista maailmaa, esittää asiaa tutkinut Toronton yliopiston psykologian professori Keith Oatley. Niin kuin lentosimulaattori opettaa lentotaitoja, sosiaalisten tilanteiden simulaattori – romaani – opettaa sosiaalisia taitoja.

Kokeet vahvistavat, että fiktiota lukeneet tajuavat paremmin so­siaalisia kuvioita kuin tietotekstiä lukeneet. 

Suvaitsevaisuus kasvaa

Kuvitteellisesta tarinasta on sekin ilo, että pääsee väliaikaisesti jonkun toisen nahkoihin. Samastuminen tarinan henkilöön voi muuttaa lukijan käyttäytymistä ja pistää asenteet uusiksi, ovat kokeillaan osoittaneet Ohion yliopiston tutkijat.

Samastumisella on vaaransa. Romaanin aiheuttama itsemurha-aalto koettiin 1700-luvun lopulla, kun nuoret onnettomat miehet matkivat Johan Wolfgang von Goethen päähenkilön tekoa Nuoren Wertherin kärsimyksissä.

Ohiolaistutkimuksessa vaikutus oli rakentavampi: kun nuoret aikuiset olivat lukeneet tarinan miehestä, joka meni äänestämään, he menivät hanakammin vaaliuurnille vielä viikon kuluttua lukemisesta. He olivat saaneet kansalaishyvetartunnan.

Valkoihoisten suvaitsevaisuutta taas kasvattivat tarinat, joissa päähenkilö osoittautui homoseksuaaliksi tai afroamerikkalaiseksi. Lukijoilta karisi myös stereotypioita. Tämä kuitenkin edellytti, että päähenkilön ”erilaisuus” paljastui vasta tarinan myöhemmässä vaiheessa ja lukijat olivat ehtineet asettua hänen nahkoihinsa.

Stressi väistyy

Kun uppoutuu lukemaan, maailman meteli jää kauas ja paineet hellittävät. Tuttu tunne, josta on myös tieteelliset näytöt: lukeminen poistaa stressiä.

Terveystieteen opiskelijat saivat Yhdysvalloissa tehdyssä tutkimuksessa lukeakseen netistä ja aikakauslehdestä poimittuja artikkeleita, jotka käsittelivät historiallisia tapauksia ja tulevaisuuden innovaatioita. Aihepiirit olivat siis kaukana tenttikirjojen pakkolukemistosta.

Puolentunnin lukutuokio riitti laskemaan verenpainetta, sykettä ja stressin tuntua. Huojennus on yhtä suuri kuin samanpituisella joogahetkellä tai televisiohuumorin katselulla. Mikä parasta, apu löytyy helposti, lukemista kun on aina saatavilla.

Sanasto karttuu

Kirjoitettu kieli on ylivoimaisesti suurempi uusien sanojen lähde kuin puhuttu. Erot lasten sanavaraston runsaudessa voi johtaa suoraan siihen, miten paljon he altistuvat erilaisille teksteille, vakuuttavat lukemisen tutkijat Anne Cunningham ja Keith Stanovich.

Tiuhimmin uutta sanastoa kohtaa tieteellisten julkaisujen tiivistelmissä: tuhatta sanaa kohti harvinaisia on peräti 128. Sanoma- ja aikakauslehdissä harvinaisten sanojen tiheys nousee yli 65:n ja aikuisten kirjoissa yli 50:n.

Lastenkirjakin voittaa sanaston monipuolisuudessa televisio-ohjelman mennen tullen. Lapsilukija kohtaa kirjassa yli 30 harvinaista sanaa tuhatta kohti, kun aikuisten telkkariviihdettä katsoessa niitä tulee vastaan 23 ja lastenohjelmissa 20.

Juttelukaan ei pahemmin kartuta sanavarastoa. Aikuispuhe sisältää vain 17 epätavallista sanaa tuhatta kohti.

Syntyy omia ajatuksia

Ihmisen aivoja ei ole ohjelmoitu lukemaan. Kun taito kehittyi 5 500 vuotta sitten, näkemiseen, kuulemiseen, puhumiseen ja ajatteluun rakentuneet alueet alkoivat tehdä uudenlaista yhteistyötä.

Nyt olemme jälleen uudenlaisen lukukulttuurin alussa. Verkkolukeminen on tullut jäädäkseen, ja jotkut pelkäävät, että tyhmistymme, kun totutamme aivomme ärsyketulvaan ja pikaselailuun netissä. Tiedonvälitys on lisääntynyt räjähdysmäisesti mutta niin myös häly.

Syventyvän lukemisen kohtalosta kantaa huolta professori Maryanne Wolf Tufts-yliopistosta. Tapaa näet kannattaisi vaalia. Aivokuvaukset paljastavat, että paneutuva lukija käyttää laajasti molempia aivopuoliskojaan. Hän ei vain vastaanota kirjoittajan sanomaa vaan vertaa sitä aiemmin hankkimaansa tietoon, erittelee sitä ja rakentaa omaa ajatteluaan. Pintalukijalla ei tähän ole aikaa.

Mikko Puttonen on Tiede-lehden toimittaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 12/2012 

Täysin raittiiden suomalaisnuorten osuus on moninkertaistunut vuosituhannen alusta.

Nuoruus raitistuu, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Nuorten alkoholin käyttö kasvoi vuoteen 1999, joka oli myös kaikkein kostein vuosi. Silloin vain joka kymmenes yhdeksäsluokkalainen ilmoitti, ettei ollut koskaan käyttänyt alkoholia.

Sittemmin täysin raittiiden osuus on moninkertaistunut, ilmenee vuoteen 2015 ulottuneesta eurooppalaisesta, nuorten päihteidenkäyttöä käsittelevästä Espad-tutkimuksesta.

Jopa muut eurooppalaiset jäävät jälkeen. Suomessa täysin raittiita 15–16-vuotiaista nuorista on joka neljäs, kun Euroopassa heitä on keskimäärin joka viides.

Terveyden ja hyvinvoinnin laitoksen THL:n erikoistutkija Kirsimarja Raitasalo kollegoineen on ­koettanut tunnistaa niitä nuoruuden muutoksia, jotka voisivat selittää humalan hiipumista.

Ratkaisevaa näyttää olleen ainakin se, että alaikäisten on yhä vaikeampi saada alkoholia. Nykynuoret kokevat sen selvästi hankalammaksi kuin aiemmat ikäpolvet.

Kauppojen omavalvonta on osaltaan tehonnut. Kassoilla kysytään kaikilta alle 30-vuotiaan näköisiltä papereita.

Vanhemmat ja muutkin aikuiset ovat tiukentaneet asenteitaan nuorten juomiseen.

”Tietoisuus alkoholin haitoista on ehkä lisääntynyt. On tullut paljon tutkimustietoa esimerkiksi siitä, miten alkoholi vaikuttaa nuorten aivojen kehitykseen”, Raitasalo pohtii.

Nuorten omakin maailma on muuttunut toisenlaiseksi. Älylaitteet, pelit ja sosiaalinen media kyllästävät arkea. Pussikaljoittelu joutuu kilpailemaan monen muun kiinnostavan ajanvietteen kanssa ja on ehkä osittain hävinnyt niille.

Juovuksissa olemisesta on ehkä tullut myös tyylirikko. Nuoret eivät enää näytä arvostavan kännissä örveltämistä.

Kysely

Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Neutroni
Seuraa 
Viestejä25784
Liittynyt16.3.2005

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

Käyttäjä4809 kirjoitti: Eiköhän syy ole -90 luvulla alkaneen laman menetetyt työpaikat ja samalla supistettu koulutus, minkä seurauksena vuodestä -99 alkaen vanhemmilla ei enää ole ollut niin paljon rahaa annettavaksi nuorisolle. Sekä myös nuorisolle soveltuvien työpaikkojen vähentyminen ja samaan aikaan tapahtunut kohtuuton vuokrien nousu, vasinkin pääkaupunkiseudulla. En tiedä, mutta en usko rahaan. Esimerkiksi kilju, 10 % juoma joka maksaa joitain senttejä litralta, tuntuu olevan...
Lue kommentti
molaine
Seuraa 
Viestejä1189
Liittynyt3.8.2011

Viikon gallup: Mikä mielestäsi raitistaa nuoria?

En kyllä usko, että rahalla on iso merkitys ja veikkaan, että käytettävissä olevat rahat on vain kasvaneet, jos verrataan vaikka omaan nuoruuteen. Ei viina suomessa ole niin kallista, etteikö köyhälläkin olisi varaa dokailla. Oma junnu ei läträä lainkaan viinan kanssa. Iso osa kavereistakaan ei, vaikka osa ilmeisesti jonkin verran lipittelee. Kyllä nuorten asenteet on mielestäni muuttuneet ihan selkeästi. Ehkä alkoholipolitiikka on toiminut? Kotoa ei meillä kyllä tällaista ole opittu...
Lue kommentti

Panterarosa: On selvää, että "Partitava kisaa kurupati-kuvaa" ei oikein aukene kehitysmaalaisille N1c- kalmukinperseille.