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


Apua tulee odottamattomilta aloilta, kuten ydinaseteollisuudesta ja autotekniikasta.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Sisältö jatkuu mainoksen alla


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.

Sisältö jatkuu mainoksen alla