"Maailma muuttuu, pöly pysyy", on ollut siivoojan motto. Apua tulee odottamattomilta aloilta, kuten ydinaseteollisuudesta ja autotekniikasta.


Apua tulee odottamattomilta aloilta, kuten ydinaseteollisuudesta ja autotekniikasta.




Ensimmäinen merkittävä pölysodan ase, pölynimuri, on ollut käytössä noin sata vuotta. Yhtä kauan on tunnettu imurin suurin epäkohta: karkea pöly saadaan kiinni, mutta pienet, hankalimmat hiukkaset tulevat suodattimen läpi takaisin huoneeseen.

Pitkään pienhiukkasista ei paljoa välitettykään, mutta sitten ihmiskunnan eteen tuli niin tähdellinen tehtävä, että pöly oli otettava vakavasti. Ryhdyttiin tekemään ydinpommia. Oli pakko erottaa radioaktiivinen pöly.


Hepa pidättää "juopuneet" hiukkaset

Insinöörit muistivat, että pienillä hiukkasilla on eräs hyödyllinen ominaisuus. Kulkiessaan ilmavirran mukana ne tekevät samalla satunnaisia liikkeitä kuin humalaiset kävelijät.

Jos suodatin on sopivan sokkeloinen, pölyhiukkanen tarttuu aina johonkin kuituun, samaan tapaan kuin labyrintissa vaeltava juopunut törmää ennen pitkää seiniin ja ovenpieliin.

Niinpä ydinpommia suunnittelevassa Manhattan-projektissa kehitettiin "absoluuttinen suodatin", jossa on tuuman matkalla jopa 2 500 kerrosta lasikuitukangasta. Suodattimen tilavuudesta on silti yli 90 prosenttia ilmaa.

Suodatin sai nimen Hepa. Lyhenne tuli alkuaan sanoista high efficiency particulate arrester. Aito Hepa kerää 0,3 mikrometrin hiukkasista 99,97 prosenttia.



Mitä on pöly?

Tylsän oloinen pöly on todellisuudessa mutkikas järjestelmä, joka on kiehtonut tiedettä 1800-luvulta alkaen.

Pöly on tietyn tyyppistä kolloidia: kiinteiden hiukkasten ja ilman seosta eli kiinteää aerosolia.

- Karkeassa pölyssä hiukkaset ovat yli millimetrin tuhannesosan eli mikrometrin eli tuhannen nanometrin kokoisia.
- Hieno pöly tarkoittaa alle tuhannen nanometrin hiukkasia.
- Ultrahienot pölyhiukkaset ovat alle sadan nanometrin kokoisia.

Vuonna 1827 brittiläinen kasvitieteilijä Robert Brown havaitsi, että pienet hiukkaset, kuten siitepöly, tuhka ja noki, liikehtivät satunnaisesti, vaikka mitään ulkoista voimaa ei ollut vaikuttamassa. Ilmiö, jota nykyään nimitetään Brownin liikkeeksi, satunnaiskävelyksi tai diffuusioksi, pysyi pitkään mystisenä. Newtonin lakien mukaan hiukkasten oli joko pysyttävä paikoillaan tai liikuttava suoraan.

Brownin liikkeen selitti lopullisesti Albert Einstein vuonna 1905 osoittamalla, että hiukkaset pakottaa vaeltelemaan atomien lämpöliike. Juuri tietoa Brownin liikkeestä hyödynnettiin myöhemmin Hepa-suodatinta kehitettäessä.

"Pölytason" tiede ja tekniikka etenivät varhaisten löytöjen jälkeen hitaasti. Latvialais-saksalainen kolloidikemisti Wolfgang Ostwald antoi alaa käsittelevälle kirjalleen vuonna 1914 nimeksi Laiminlyötyjen mittojen maailma (Die Welt der vernachlässigten Dimensionen). Ostwald nimitti mesoskooppiseksi tätä aliarvostettua aluetta suunnilleen nano- ja mikrometrin välillä.

Tiede alkoi tosissaan kiinnostua mesoskooppisista ilmiöistä viime vuosisadan lopulla mutta antoi alalle toisen nimen: nanotutkimus.

Hienoin pöly on haitallisinta
Sisään hengitetyt karkeat pölyhiukkaset, kuten siitepölyt, poistuvat keuhkoista henkitorven värekarvojen nostamina. Hienot ja ultrahienot hiukkaset, kuten palamistuotteet, kulkeutuvat syvälle keuhkorakkuloihin ja poistuvat elimistöstä hitaasti. Siksi ne ovat haitallisimpia.




Nykytalojen tiivistys ja ilmastointi torjuu pölyä



Matti Jantunen

Autojen ilmastoinnista apua kotiinkin

Ilmastoinnista pölynerottajineen tulee pian yhtä arkista kuin sähköstä. Uutta tekniikkaa saadaan muun muassa autoteollisuudesta.

VTT julkisti viime huhtikuussa sähköstaattisen suodattimen, joka on tarkoitettu aluksi autoihin, mutta jolle suunnitellaan myös muita kohteita, kuten asunnot. Suodatin erottaa 90-prosenttisesti alle mikrometrin pienhiukkaset, joista perinteisillä laitteilla saadaan talteen 30-60 prosenttia. Ranskalainen ajoneuvosuodatinten valmistaja Valeo Climate Control on testannut laitetta Pariisissa hyvin tuloksin.

Periaate ei ole uusi. Suodattimia, jotka ensin varaavat pölyn sähköisesti ja sitten vangitsevat varatut hiukkaset levylle, jossa on vastakkainen varaus, on käytetty jo kauan.

- Uutta on suodattimen koon pienentäminen, kertoo tohtori Matti Lehtimäki, joka on johtavana tutkijana VTT:ssä pitkään työskennellyt suodatusongelmien kimpussa.

- Jännite- ja keräyslevyt ovat ohuita ja lähempänä toisiaan kuin tavallisesti.

On helppo kuvitella, miten pieni koko auttaa rakennuksissakin. Ei välttämättä tarvita isoja suodatinkaappeja. Pieni ilmansuodatin pystytään kätkemään vaikka ilmastointilaitteisiin.

Lehtimäen mukaan sovelluksia voi tulla markkinoille vuoden-parin sisällä.


Superriepu yleistyy ennen siivousrobottia

Näkymättömät suodattimet auttavat eniten, vaikka pölysodassa runsaimmin julkisuutta ovat saaneet imurirobotit. Oikeaan siivousrobottiin, joka osaa myös pyyhkiä pölyt kirjoista ja perintöposliineista, on kuitenkin vielä matkaa.

Siksi tarvitaan edelleen siivouksen käsiaseita, liinoja ja riepuja, noita suodattimiakin vaatimattomampia työkaluja.

Pyyhkimistä ovat helpottaneet mikrokuituliinat, joiden ohuet, teräväreunaiset tekokuidut sitovat tehokkaasti pöly- ja likahiukkasia. Nyt tarjotaan vielä parempaa riepua, jälleen ydinaseteollisuudesta, joka on joutunut taistelemaan erityisen hankalaa berylliumpölyä vastaan.

Kemisti Ron Simandl Oak Ridgen ydinaselaboratoriosta Tennesseestä ilmoitti viime keväänä keksineensä kolmenkymmenen vuoden tutkimusten jälkeen rievun, joka kerää pinnoilta niin berylliumtöhkän kuin muutkin pölyt. Golfmailatkin kuulemma loistavat aivan uudella tavalla.

Yksityiskohdista Simandl on kertonut vain, että tietyllä orgaanisella liuottimella on saatu mikroskooppiset osaset tahmeiksi kuin kärpäspaperi, mutta makrotasolla liina on silti kuiva ja liukas.



Kalevi Rantanen on teknistä luovuutta tutkiva diplomi-insinööri, tietokirjoittaja ja Tiede-lehden vakituinen avustaja.

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

Talven jäljiltä väritön maisema herää eloon, kun iloista vihreää pilkistelee esiin joka puolelta.

Tätä kasvun ihmettä on aina odotettu hartaasti, ja monille ensimmäisille kevään merkeille on annettu oma erityinen nimityksensä, joka ei viittaa mihinkään tiettyyn kasvilajiin vaan nimenomaan siihen, että kysymys on uuden kasvun alusta.

Kasvin, lehden tai kukan aihetta merkitsevä silmu on johdos ikivanhaan perintösanastoon kuuluvasta silmä-sanasta. Myös kantasanaa silmä tai tämän johdosta silmikko on aiemmin käytetty silmun merkityksessä.

Norkko on ilmeisesti samaa juurta kuin karjalan vuotamista tai tippumista merkitsevä verbi ńorkkuo. Myös suomen valumista tarkoittava norua kuulunee samaan yhteyteen. Rennosti roikkuvat norkot näyttävät valuvan oksilta alas.

Lehtipuun norkkoa tai silmua merkitsevällä urpa-sanalla on laajalti vastineita itämerensuomalaisissa sukukielissä, eikä sille tunneta mitään uskottavaa lainaselitystä. Näin ollen sen täytyy katsoa kuuluvan vanhaan perintösanastoon.

Nykysuomalaisille tutumpi urpu on urpa-sanan johdos, ja samaa juurta on myös urpuja syövän linnun nimitys urpiainen.

Urpa-sanan tapaan myös vesa on kantasuomalaista perua, koskapa sana tunnetaan kaikissa lähisukukielissä.

Taimi-sanaa on joskus arveltu balttilaiseksi lainaksi, mutta todennäköisempää on, että se on kielen omista aineksista muodostettu johdos. Samaa juurta ovat myös taipua- ja taittaa-verbit.

Itu on johdos itää-verbistä, joka on ikivanha indoeurooppalainen laina. Oras puolestaan on johdos piikkiä tai piikkimäistä työkalua merkitsevästä indoiranilaisesta lainasanasta ora. Verso on myös selitetty hyvin vanhaksi indoiranilaiseksi lainaksi.

On mahdollista, että maanviljelytaitojen oppiminen indoeurooppalaisilta naapureilta on innoittanut lainaamaan myös viljakasvien alkuihin viittaavia sanoja.

Kevään kukkiva airut on leskenlehti. Vertauskuvallinen nimi johtuu siitä, että kasvi kukkii suojattomana ilman lehdistöä, joka nousee esiin vasta kukkimisen jälkeen. Vaatimattomasta ulkonäöstä huolimatta leskenlehden ilmestyminen on pantu visusti merkille, ja sille on kansankielessä kymmeniä eri nimityksiä. Yksi tunnetuimmista on yskäruoho, joka kertoo, että vanha kansa on valmistanut kasvista rohtoja etenkin hengitysteiden tauteihin.

Kaisa Häkkinen on suomen kielen emeritaprofessori Turun yliopistossa.

Julkaistu Tiede-lehdessä 5/2018

Tutustu sisältöön ja lue uusi lehti digilehdet.fi:ssä.

Tieteessä 5/2018

 

PÄÄKIRJOITUS

Päätön paremmuus järjestys 

Suosituissa lukiovertailuissa ei ole kovin paljon järkeä.

 

PÄÄUUTISET

Etevä laskee sormin

Menetelmä toimii paremmin kuin päässälasku.

Kuitu vaalii verensokeria

Runsaskuituinen dieetti korjasi diabeetikoiden glukoosiarvot.

Vapaus vie vakiouralle

Tasa-arvon maissa tytöt karttavat teknisiä ja tieteellisiä aloja.

Ihminen pihistelee unta

Muut kädelliset vetävät sikeitä jopa 15 tuntia vuorokaudessa.

 

ARTIKKELIT

Liiku viisaasti

Monen into lopahtaa vaativiin harjoitusohjelmiin.
Treeni maistuu, kun tuntee muutaman faktan.

Koira syntyi pohjoisessa

Ihminen ja susi tutustuivat jääkauden haaskalla.
Vanhin näyttö elämäntoveruudesta tulee Belgiasta.

Taivaallamme kulkevat sään jättiläiset

Keskileveyksien matalat ovat ilmojen titaaneja.
Ne selittävät, miksi Suomessa on niin epävakaista.

Aivot näkevät harhoja

Kalliotaiteen oudot kuvajaiset tuotti muuntunut
tietoisuus. Se syntyy meidänkin aivoissamme.

Metso kukkoilee koko kevään

Tiluksilla rehvastelu alkaa jo helmikuussa.
Sodaksi taistelu naaraista yltyy vapun tienoilla.

Rooma kaatui rahapulaan

Supervallan tuhoon on tarjottu satoja syitä.
Tapahtumat etenivät luultua raadollisemmin.

 

TIEDE VASTAA

Miksi ensimmäinen lettu epäonnistuu?

Miten gorilla saa lihakset kasvisruoalla?

Miksi pikaliima ei tartu tuubinsa sisäseiniin?

Kuinka kaukana on etäisin galaksi?

Onko hyönteisillä reviirejä?

Mistä juontuvat sanat minä ja itse?

 

KIRJAT

Rikos ei houkuta niin kuin ennen

Länsimaat löysivät uudelleen itsehillinnän.

 

KUVA-ARVOITUS

Siinähän on ihan selvästi...

Klassikkopalsta kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia
lehden Facebook-sivustolle.

 

OMAT SANAT

Tässä on itua

Kevään ihme pilkottaa pienissä sanoissa.

 

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea uusimman numeron jutut Sanoman Digilehdet-palvelussa.

Ellet vielä ole ottanut tilaukseesi kuuluvaa digiominaisuutta käyttöön, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.