Mitä tahansa kokoatkin, autoa, huonekaluja tai urheiluhallia, tarvitset ruuvia. Ruuvi kiinnittää lujasti ja avautuu tarvittaessa helposti. Antiikista juontuva keksintö on siirtynyt sujuvasti niin avaruusaikaan kuin nanokauteenkin.


Ruuvi kiinnittää lujasti ja avautuu tarvittaessa helposti. Antiikista juontuva
keksintö on siirtynyt sujuvasti niin avaruusaikaan kuin nanokauteenkin.




Ruuvi ansaitsee serenadin jo helppokäyttöisyytensä vuoksi. Jokainen autoilija osaa vaihtaa pyörän sekä lisätä öljyä, pesunestettä ja jäähdytysnestettä. Yhteistä helpoille huoltotöille on ruuvimuoto: se esiintyy pyörän pulteissa, tunkissa ja korkeissa.

Kotona ruuvi on yhtä kätevä. Kierrekorkillinen pullo, jonka kaula toimii ruuvina ja korkki mutterina, on hyvä esimerkki. Jos pulloa pitää avata ja sulkea monta kertaa, kierrekorkin voittanutta ei ole.


Pärjäät vähemmällä voimalla

Yhdysvaltalainen kulttuurihistorioitsija Witold Rybczynski kertoo kirjassaan Vähän kireämmälle (Terra Cognita 2002), miten New York Times pyysi häntä kirjoittamaan millenniumnumeroonsa artikkelin kuluneen vuosituhannen parhaasta työkalusta. Pohdittuaan pitkään hän päätyi ruuvitalttaan.

Jos ruuvitaltta on paras työkalu, niin ruuvi on vuosituhannen koneenosa numero yksi. Pelkästään liitosruuveja valmistetaan joka vuosi miljardeittain, enemmän kuin yhtäkään muuta kone-elintä.

Ruuvin menestys perustuu yhteen mekaniikan peruslaeista: voitat voimassa, kun uhraat matkassa.

Ruuvi on kalteva taso, joka kiertää sylinterin tai kartion ympäri. Jos ruuvikierre vedetään suoraksi, saadaan pitkä ja loiva luiska, jota myöten kuormaa voidaan siirtää pienellä voimalla. "Liikkuva luiska" eli pyörivä ruuvi puolestaan synnyttää suuren voiman ja tunkeutuu helposti esimerkiksi puun sisään.


Kartioruuvi vasta keskiajalla

Pultille, jossa on vähintään kaksi osaa eli ruuvi ja mutteri, löytyy esikuvia jo antiikin ajoilta. 200-luvulla ennen ajanlaskun alkua Arkhimedes kehitti sylinterinmuotoisen ruuvin, joka siirsi "mutteria" eli vettä. Roomalaisten viini- ja oliivipuristimet muistuttivat jo ulkonaisestikin pulttia.

Sen sijaan kaikkein yksinkertaisin, terävän kartion muotoinen mutteriton ruuvi keksittiin ilmeisesti verraten myöhään.

Paneuduttuaan vanhoihin kirjoihin ja kierreltyään vuosikaudet museoissa tutkimassa vanhoja työkaluja, aseita ja haarniskoja Rybczynski jäljitti kartioruuvin 1400-luvun lopulle, kuvaan saksalaisen Wolfeggin linnan "talokirjassa". Se on toistaiseksi vanhin tunnettu lähde, jossa ruuvi on kuvattu.




Ruuvi keventää kuormaa


Ruuvin periaattetta voi havainnollistaa yksinkertaisella mallilla. Tee paperista "loiva" suorakulmainen kolmio ja kierrä se talouspaperirullan hylsyn ympärille.

Avaamalla sitten paperia ja piirtämällä viivaa kolmion hypotenuusaa myöten saat ruuviviivan, ruuvin luiskan. Siihen pätevät samat fysiikan säännöt kuin kaltevaan tasoon. Taakka on kevyempi työntää ylös tasoa myöten kuin nostaa suoraan.

Jos kalteva taso eli kolmion hypotenuusa on kaksi kertaa niin pitkä kuin nousu (eli nousukulman vastakkainen sivu), tarvitaan vain puolet suoran noston vaatimasta voimasta. Pitkässä kierteessä nousukulma on pieni, jolloin voimassa säästetään mutta matkassa hävitään vastaavasti.




Henry MaudslayJoseph Whitworth


Löysät pois pulteista

Ruuvi kukoistaa, mutta ruuvaaminen voi olla mutkikkaampaa puuhaa kuin luulisi.

- Pulttiliitosten luotettavuus ja turvallisuus on usein kiinni työkulttuurista, sanoo VTT:n erikoistutkija Markku Kortesmaa, jonka erikoisalaa ovat rakennusten kantavat rakenteet.

- Olemme esimerkiksi joskus löytäneet paikan, jossa on kolme pulttia, mutta kahdessa mutteri on niin löysällä, että todellisuudessa kuormaa kantaa vain yksi pultti. Rakenteen kantavuus on siis vain kolmannes tarkoitetusta, Kortesmaa kuvaa ongelmia.

Vastuuntuntoa kysytään asentajalta, joka keikkuvalta nostolavalta kiinnittää pulteilla liikunta- tai teollisuushallin pilareita ja palkkeja. Toisaalta paraskaan ammattitaito ei riitä, kun olot muuttuvat tarpeeksi vaikeiksi. Silloin pitää taas kerran parantaa tekniikkaa.


Avaruuteen oma pultti

Avaruusasemia pultataan kasaan periaatteessa samalla tavalla kuin maanpäällisiä rakennuksia, mutta asentajan on käytettävä avaruuspukua, eikä käsineitä voi riisua mutterin näpräämistä varten. Myös aikaa on usein vähän. Avaruusteknikot ovatkin keksineet pultteja, jotka eivät maassa ole tulleet mieleenkään.

Vuoden 1989 sukkulalentoa varten kehitettiin pultti, jossa mutteri voidaan yksinkertaisesti iskeä ruuvin päähän. Naaraskierre mutterin sisässä on irrallinen holkki, joka on vielä jaettu kahteen puolikkaaseen. Kun mutteri työnnetään ruuvin päälle, holkinpuolikkaat  liukuvat "myötäkarvaan" kierteiden yli. Irti mutteria ei saa vetämällä, koska silloin holkit toimivat vastakarvaan eli kiilautuvat entistä tiukemmin paikoilleen. Liitos on avattava vanhaan tapaan kiertämällä.

Myöhemmin liitintä, jonka kauppanimi on ZipNut, on käytetty Hubble-teleskoopissa ja Kansainvälisessä avaruusasemassa. Maassa sillä on käyttöä esimerkiksi ydinvoimaloiden liittimisssä, vedenalaisessa tekniikassa sekä vesi- ja kaasuputkistoissa.


Nanoruuvi siirtää molekyylejä

Jos ruuvi oli viime vuosituhannen paras koneenosa, mitä meidän vuosituhantemme mahtaa tuoda?

Vilkaisu rautakaupan hyllyyn kertoo, että ruuvi tuskin katoaa lähitulevaisuudessa. Ehkä vähitellen opitaan ratkaisemaan kaikki mekaaniset tehtävät atomien ja molekyylien tasolla, mutta silloin vastaan voi hyvinkin tulla uusia ruuveja.

Molekyylivirologian professori Peixuan Guo yhdysvaltalaisesta Purduen yliopistosta on työtovereineen havainnut, että phi29-niminen virus osaa käyttää rna-mutteria oman dna:nsa kuljettamiseen. Kuusi rna-juostetta toimii pultin kuusiomutterina, joka pyöriessään puskee ruuvin eli dna-juosteen bakteerin sisään. Näin virus ottaa solun haltuunsa.

Tutkijat ovat rakentaneet synteettisestä rna:sta samanlaisen mutterin. He toivovat, että tällaisen nanokuljettimen avulla voidaan joskus esimerkiksi viedä lääkettä syöpäkudokseen.

Vanhat ideat toistuvat nanotasolla: Arkhimedes kuljetti ruuvilla vettä, nykytutkijat siirtävät molekyylejä. Nanotekniikassakin on aloitettu pultista ruuveineen ja muttereineen. On kiinnostavaa nähdä, kauanko kestää, että ideoidaan nanokoon kartioruuvi.


Kalevi Rantanen on tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.


Animaatioita ZipNut-ruuvista: www.zipnut.com/intro/how_it_works/.

Kätevä sana on valunut moneen käyttöön.

Makea vesi kuuluu elämän perusedellytyksiin. Siksi tuntuu itsestään selvältä, että vesi-sana kuuluu suomen kielen vanhimpiin sanastokerroksiin.

Se ei kuitenkaan ole alun perin oma sana, vaan hyvin vanha laina indoeurooppalaisista kielistä, samaa juurta kuin saksan Wasser ja englannin water.

Suomensukuisissa kielissä on toinenkin vettä merkitsevä sana, jota edustaa esimerkiksi saamen čáhci, mutta sen vastine ei syystä tai toisesta ole säilynyt suomessa. Ehkäpä indoeurooppalainen tuontivesi on tuntunut muodikkaammalta ja käyttökelpoisemmalta.

Tarkemmin ajatellen vesi-sana on monimerkityksinen. Luonnon tavallisimman nesteen lisäksi se voi tarkoittaa muunkinlaisia nesteitä, kuten yhdyssanoissa hajuvesi, hiusvesi tai menovesi.

Vesiä voi erotella käsittelyn tai käyttötarkoituksen mukaan, vaikka Suomen oloissa juomavesi, kasteluvesi ja sammutusvesi ovatkin usein samaa tavaraa. Sade- ja sulamisvesistä tulee varsinkin asutuskeskuksissa viemäröitävää hulevettä. Murteissa hulevesi tarkoittaa tulvaa tai muuta väljää vettä, esimerkiksi sellaista, jota nousee sopivilla säillä jään päälle.

Luonnon osana vesi voi viitata erilaisiin vedenkokoumiin, etenkin järviin. Suomen peruskartasta löytyy satoja vesi-loppuisia paikannimiä, joista useimmat ovat vesistönnimiä, kuten Haukivesi, Hiidenvesi tai Puulavesi.

Useat vesien rannalla olevat asutuskeskukset ovat saaneet nimensä vesistön mukaan. Vesi-sana ei enää suoranaisesti viittaa veteen, kun puhutaan vaikkapa Petäjäveden kirkosta tai Ruoveden pappilasta.

Vesi-sanasta on aikojen kuluessa muodostettu valtava määrä johdoksia ja yhdyssanoja. Näistä suuri osa on vanhoja kansanomaisia murresanoja, kuten vetelä, vetinen, vetistää ja vettyä.

Vesikosta on muistona enää nimi, sillä tämä vesien äärellä ja vedessä viihtyvä näätäeläin on hävinnyt Suomesta 1900-luvun kuluessa. Myyttisiä veden asukkaita ovat olleet vetehinen ja vesu eli vesikyy, jotka mainitaan myös Kalevalassa.

Antiikista 1700-luvun loppupuolelle asti uskottiin veden olevan yksi maailman alkuaineista. Sitten selvisi, että se onkin vedyn ja hapen yhdiste. Oppitekoinen uudissana vety tuli suomen kielessä tarpeelliseksi kuitenkin vasta 1800-luvun puolimaissa, kun luonnontieteistä alettiin puhua ja kirjoittaa suomeksi.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehden numerossa 11/2018

Alzheimerin tautiin tarkoitettu lääke auttoi unien hallintaa.

Jos haluat hallita uniasi, se voi onnistua muistisairauden hoitoon tarkoitetulla lääkkeellä. Lääke virittää ihmisen näkemään niin sanottuja selkounia, kertoo Helsingin Sanomat jutussaan.

Selkounessa ihminen tiedostaa näkevänsä unta ja pystyy jopa vaikuttamaan siihen.

Joka toinen ihminen on mielestään nähnyt selkounen ainakin kerran elämässään. Joka neljäs näkee niitä kuukausittain, arvioi parin vuoden takainen tutkimuskatsaus.

Alzheimerlääke auttoi tuoreessa yhdysvaltalaisessa tutkimuksessa koehenkilöitä selkouniin. Koehenkilöistä nuori nainen onnistui unessa rullaluistelemaan tavaratalossa, kun oli ensin suunnitellut sitä valveilla.

”Luistelimme ystäväni kanssa pitkin käytäviä. Oli niin hauskaa, että upposin täysillä uneen mukaan”, 25-vuotias nainen kuvailee.

Unet olivat koehenkilöiden mukaan lääkkeen vaikutuksesta todentuntuisempia kuin ilman lääkettä. Yhdysvaltalainen tutkimus julkaistiin Plos One -lehdessä.

Kokeessa tutkijat harjoittivat yli 120 eri ikäistä koehenkilöä näkemään selkounia. Ryhmään oli valkoitunut ihmisiä, jotka muistavat unensa hyvin ja ovat kiinnostuneita selkounista.

He opettelivat tekniikoita, joiden pitäisi helpottaa selkouneen pääsyä. Pitkin päivää ja ennen nukkumaan menoa voi esimerkiksi toistella itselleen, että kun näen unta, muistan näkeväni unta.

Unia voi visualisoida eli harjoitella mielessään etukäteen. Selkouneen päästyään voi tehdä todellisuustestejä, kuten onnistuuko seinän läpi käveleminen tai leijuminen.

Lääkekokeessa, jota johti selkounien uranuurtaja Stephen LaBerge, koehenkilöt saivat galantamiinia. Sitä käytetään lievän tai kohtalaisen vaikean Alzheimerin taudin hoitoon.

Lääke terästää asetyylikoliinin määrää aivoissa. Asetyylikoliini huolehtii viestien välityksestä aivosolujen välillä, virkistää muistia ja kiihdyttää rem-unta. Juuri remvaiheessa ihminen näkee yleisimmin unia.

Suurimman annoksen galantamiinia saaneista 42 prosenttia pystyi kuvauksensa mukaan selkouniin. Osuus oli huomattavasti suurempi osa kuin muissa koeryhmissä.

Koehenkilöiden unta ei mitattu unilaboratorioiden laitteilla, joilla tallennetaan silmien liikkeitä ja elintoimintoja. Tulokset perustuivat koehenkilöiden kertomaan.

LaBerge seurasi kuitenkin toisessa tuoreessa tutkimuksessaan silmien liikkeitä unennäön aikana. Silmien liikkeet kiihtyvät rem-unen aikana.

Kun koehenkilöt siirtyivät selkouneen, he liikuttivat silmiään ennalta sovitusti vasemmalta oikealle. Sitten heidän piti seurata unensa kohteita, joita he olivat ennalta visualisoineet.

Silmät liikkuivat sulavasti, samoin kuin ihmisen seuratessa katseella todellista kohdetta. Kuviteltua kohdetta seuratessa silmät liikkuvat nykäyksittäin.

Tutkimus julkaistiin Nature Communications -lehdessä.

Kysely

Oletko nähnyt selkounta?

mdmx
Seuraa 
Viestejä5208
Liittynyt23.11.2009

Viikon gallup: Oletko nähnyt selkounta?

Käyttäjä4499 kirjoitti: Mikä on mt häiriö? Kuten sanoin, minusta lääkkeen käyttö tuohon tarkoitukseen on arveluttavaa. Siinä mennään ehkä peruuttamattomasti alueelle, jonne ei pitäisi mielestäni olla mitään asiaa suoranaisesti. Ehkä en nyt vain ymmärrä tarvetta nähdä hallittua "unta" - miksi ei vain kuvitella? Jos "hourailet" saman, tunnet sen varmaan voimakkaammin. Mutta toisaalta et ole siitä niin tietoinen kuin hereillä ollessa, vai mitä? Niin siis, siinä nimenomaan on täysin tietoinen että...
Lue kommentti