Kuvittele valot, joiden väriä voi säätää koko sateenkaaren leveydeltä. Kuvittele vielä, että voit panna katon tai ikkunaverhot loistamaan haluamasi väristä valoa. Seinille voit laittaa valotapetit. Ikkunasi läpäisee päivällä auringonvaloa ja pimeällä valaisee itse. Saat niin paljon valoa kuin haluat, mihin vain ja kaikissa toivomissasi väreissä - jopa halvalla. Kaikkea tätä ja paljon muuta lupaavat LED-valot eli ledivalot eli ledit, jotka tulevat hehkulampun tilalle. Ratkaisevaa askelta menestykseen merkitsi sininen ledi.

Ledivaloja voimme nimittää myös Nakamuran lampuiksi. Japanilainen insinööri, keksijä ja tutkija Shuji Nakamura pani sinisellä ledillään alulle uuden valovallankumouksen.

Näistä löydät ledejä

- Merkkivalot
- Otsalamput
- Kaukosäätimien infrapunavalot
- Liikennevalot
- Autojen jarruvalot
- Autojen ajovalot
- Sisustusvalot
- Käytävien ja jääkaappien valot
- Lukuvalot
-  Yksilöllinen työvalaistus

Voimme puhua myös millenniumvaloista, sillä Nakamura tulee kohta, 8. syyskuuta, Suomeen hakemaan miljoonan euron Millennium-teknologiapalkinnon. Palkintolautakunnan puheenjohtaja, professori Pekka Tarjanne on verrannut hänen saavutuksiaan Thomas Edisonin hehkulamppuun, joka 1870-luvulla aloitti sähkövalon aikakauden.

Toisin kuin monet muut mullistukset, jotka kypsyvät laboratorioiden kätköissä, valokumous näkyy jo arjessa. Autojen, tietokoneiden ja kodinkoneiden merkkivaloissa näemme leditekniikkaa joka päivä. Marketit myyvät ledejä spottivaloiksi ja tunnelman luojiksi kotiin ja puutarhaan.

Ledit ovat toistaiseksi kohdevaloja, mutta valovoimaiset yleisledit ovat tulollaan. Ne siirtävät museoon niin hehkulamput kuin loisteputketkin. Tiede ja teollisuus uskovat lujasti ledeihin, mistä Millennium-palkintokin osaltaan kertoo.

Uskolla on katetta. Takana on viidenkymmenen vuoden tutkimus- ja kehitystyö, joka jakautuu kolmeen jaksoon: aika ennen Nakamuraa, Nakamuran työ ja nykyinen sinisen ja valkoisen ledivalon kausi. Ja tietenkin on myös tulevaisuus, valoisa!

Sisun ja tuurin mies

Shuji Nakamura saa 8.9.2006 maailman suurimman teknologiapalkinnon uraauurtavista valolähteistään. Hän onnistui valmistamaan sinisen ledin, jonka parissa tutkijat olivat kamppailleet vuosikymmenet. Sinisen avulla syntyi myös kaivattua valkoista ledivaloa.
Ledinsä pohjalta Nakamura kehitti seuraavaksi sinisen laserin. Se tallentaa tietoa cd-levylle viisi kertaa tehokkaammin kuin nykyinen infrapunalaser. Myös seuraavan sukupolven dvd-laitteissa hyödynnetään sinistä laseria.
52-vuotias Nakamura on vuodesta 2000 työskennellyt Kalifornian yliopistossa Santa Barbarassa. Palkitut työnsä hän teki pienessä Japanin maaseudulla toimivassa valodiodiyrityksessä. Tuotekehitysosastoon kuului ensin kolme henkeä, mutta epäonnistumisten jälkeen joukkue supistui yhteen sisukkaaseen mieheen.
Siniset ledit on tehty galliumnitridi-puolijohteesta. Nakamura oivalsi, miten parantaa sen tuotantoprosessia. Innovaatioidensa ansiosta hän sai tavallista laadukkaampaa puolijohdetta ledinsä materiaaliksi. Siitä urkeni menestys.

Millennium-teknologiapalkinto annetaan merkittävästä teknologisesta innovaatiosta, joka parantaa elämän laatua.
Nakamuran lamput säästävät energiaa ja lisäävät valaistuksen joustavuutta. Ledeillä saadaan lukuvalot syrjäkylillekin, koska ne toimivat esimerkiksi polkugeneraattorilla tai aurinkosähköllä.
Galliumnitridin avulla voidaan myös puhdistaa juomavettä, koska puolijohde lähettää mikrobeja tappavaa ultraviolettisäteilyäkin.

Ensin löytyi punainen

Ledi on diodi, joka säteilee valoa. Diodi taas on elektroniikan komponentti, sähköinen palikka, joka päästää sähkövirtaa läpi vain yhteen suuntaan.

Diodien ominaisuudet riippuvat niiden materiaaleista ja tavasta, jolla aineita seostetaan ja yhdistellään. Elektroniikan historia on pitkälti tarinaa materiaalitutkimuksesta. Mitä erilaisimpia - maallikon mielestä hyvinkin ihmeellisiä - aineyhdistelmiä on kokeiltu ja tutkittu, ja tutkitaan edelleen. Lähes kaikki materiaalit ovat puolijohteita, jotka voivat toimia niin johteina kuin eristeinä.

Vuonna 1961 Texas Instrumentsin tutkijat Bob Biard ja Gary Pittman kehittivät galliumarsenididiodia (GaAs-diodi). Katsoessaan sitä infrapunamikroskoopilla he havaitsivat, että diodi lähetti infrapunasäteilyä.

Yhtä infrapunadiodin sovellusta olemme käyttäneet kaikki. Television kaukosäätimestä löytyy pienen pieni lamppu, joka näyttää olevan pimeänä. On kuitenkin helppo varmistaa, että näkymätön säde on olemassa: jos pistät käden lampun eteen, säädin lakkaa toimimasta.

Samoihin aikoihin kun infrapunadiodi keksittiin, General Electricin tutkija Nick Holonyak Jr. puuhaili hänkin galliumarsenidin kimpussa. Hän havaitsi, että jos galliumarsenidiin lisätään fosforia, säteilyn taajuus kasvaa. Näkymättömän infrapunan sijasta saatiin heleänpunaista valoa, jolle löytyi pian käyttöä erilaisissa merkkivaloissa ja näytöissä.

Helposti myös keltainen ja vihreä

Myös keltaista ja vihreää valoa opittiin tuottamaan suhteellisen helposti, mutta sininen osoittautui kovaksi pähkinäksi.

Valo syntyy, kun elektronit siirtyvät diodin atomeissa matalammille kiertoradoille eli, kuten usein sanotaan, alhaisemmille energiatasoille. Pudotuksen korkeudesta riippuu syntyvän valon taajuus, josta puolestaan riippuu väri. Punainen valo on sateenkaaren pienitaajuisessa päässä. Sininen taas sijaitsee lähellä toista, suuritaajuista päätä.

Jotta saataisiin sinistä valoa, diodi on rakennettava niin, että elektroni putoaa riittävän pitkän matkan. Ero muihin väreihin osoittautui niin merkittäväksi, että tutkijat kamppailivat sinisen valon kanssa kolmekymmentä vuotta pääsemättä tyydyttävään tulokseen.
Sitten tuli Shuji Nakamura.

Nakamura myöhästyi kolmesti

Nakamura valmistui elektroniikkainsinööriksi Tokushiman yliopistosta Japanissa. Alun perin hän oli suunnitellut menevänsä töihin Tokioon, johonkin Sonyn tai Toshiban kaltaiseen suuryritykseen. Opiskeluaikanaan hän oli kuitenkin mennyt naimisiin ja perheeseen oli syntynyt vauva. Nakamuran mielestä Tokio oli liian iso ja meluisa lapselle. Siksi hän jäi Tokushimaan ja hankkiutui pieneen Nichia Chemical -nimiseen yritykseen, joka valmisti fosforia kuvaputkia ja loistelamppuja varten.

- Energiansäästö
- Kestävyys, pieni huollontarve
- Valotehokkuus (kohta isompi kuin loisteputkilla)
- Kaikki värit käytössä samalla kertaa
- Integroitavissa sisustukseen

Nakamura työskenteli tutkimus- ja kehitysosastossa, johon kuului kaikkiaan kolme henkeä. Kolmessa vuodessa hän kehitti galliumfosfidikiteen, mutta tuote menestyi markkinoilla heikosti, koska Toshiba ja muut suuryritykset tekivät jo samaa.

Nakamura siirtyi galliumfosfidista galliumarsenidiin. Kolmen vuoden päästä hänellä oli galliumarsenidikide, jota voitiin käyttää infrapunaisissa ja punaisissa ledeissä. Kaupallinen tulos oli yhtä laiha kuin edellisellä kerralla: suuryritykset myivät samaa tuotetta samalla hinnalla, jolloin pienyrityksen oli mahdotonta pärjätä kilpailussa.
Kolmanteen yritykseen Nakamura käytti jälleen kolme vuotta. Tuloksena oli galliumista, alumiinista ja arseenista valmistettu kiekko, jälleen punaisten ledien valmistamista varten. Ja kolmannen kerran muillakin oli markkinoilla sama tuote.

Puhutaan ledeistä

Ledi eli ledivalo eli LED on valoa lähettävä diodi. Lyhenne tulee englannin sanoista light emitting diode.
Diodi on kaksiosainen kide, jossa toinen osa on n-tyypin ja toinen p-tyypin puolijohdetta. N-tyypin puolijohteeseen on seostamalla tuotu ylimääräisiä elektroneja. P-tyypin puolijohteeseen on niin ikään seostamalla synnytetty aukkoja, joista puuttuu elektroni. N- ja p-puolijohteiden kosketuspintaa kutsutaan rajakerrokseksi.
Kun diodin läpi kulkee sähkövirta, elektronit siirtyvät rajakerroksen yli aukkoihin ja samalla "putoavat" alhaisemmalle energiatasolle. Ledi on seostettu ja rakennettu niin, että rajakerros säteilee valoa, kun elektronit ja aukot yhtyvät. 
Suomessa lediä nimitetään myös loistediodiksi, hohtodiodiksi ja diodivaloksi.
Näkee käytettävän myös sanaa valodiodi, joka on kuitenkin kaksiselitteinen ilmaus. Valodiodilla voidaan tarkoittaa myös fotodiodia eli laitetta, joka toimii päinvastaiseen suuntaan eli muuttaa valoa sähkövirraksi.
Selvintä on puhua ledeistä.

Orgaaninen ledi eli oledi on ledi, joka tehdään orgaanisesta polymeeristä. Muoviledi on arkikielen ilmaus. Kansainvälinen lyhenne OLED tulee sanoista organic light emitting diode.

Foledi eli flexible OLED saadaan, jos polymeeri on taipuisaa muovia.

Yksin sinisen kimppuun

"Kymmenen vuotta olin työskennellyt saadakseni aikaan nämä tuotteet", Nakamura kertoi myöhemmin aikakauslehti Science Watchille. "Olin tehnyt työtä kaksitoista tuntia päivässä ja seitsemän päivää viikossa, paitsi lomien aikana. Minulla oli hyvin, hyvin pieni budjetti, ja minun oli tehtävä itse kaikki mitä tarvitsin.Tein itse jopa reaktorit eli uunit kiteiden kasvattamista varten."

Moni olisi jo heittänyt homman sikseen, mutta ei Nakamura. Hänen onnistui ylipuhua yritysjohto antamaan vielä kerran aikaa ja rahaa kehitystyöhön. Nakamura muodosti nyt tuotekehitysosaston yksinään; kaksi muuta työntekijää olivat lähteneet turhauduttuaan tuloksettomaan työhön.

Nyt tavoitteeksi otettiin sininen ledi.

Tuohon aikaan, vuonna 1989, sinistä lediä yritettiin kehittää kahdesta materiaalista, sinkkiselenidistä (ZnSe) ja galliumnitridistä (GaN). Melkein kaikki tutkivat sinkkiselenidiä, jota pidettiin lupaavimpana lähtöaineena.

Nakamura muutti taktiikkaa: hän päätti tarttua galliumnitridiin, jota tutkittiin vain muutamissa yliopistoissa. Hän paranteli valmistuslaitteita niin, että sai aikaan laadukasta galliumnitridiä. Puolijohteet valmistettiin kerrostamalla metallihöyryjä alusta-aineen eli substraatin päälle, ja Nakamura keksi panna höyryt virtaamaan kahteen suuntaan. Tällä kaksivirtaustekniikallaan hänen onnistui ratkaista materiaalin laatuongelmat.

Kvanttikaivosta tuli oikeaa väriä

Sinisen valon synnyttämiseksi elektronin on pudottava atomissa syvälle - mutta ei liian syvälle, koska silloin syntyisi näkymätöntä ultraviolettisäteilyä. Saadakseen oikeanlaista valoa Nakamura hyödynsi kvanttimekaniikan outoja ilmiöitä. Hän seosti galliumnitridiin indiumia ja sai aikaan kvanttikaivon.

Kvanttikaivo vaikuttaa eri tavalla kuin arkielämästä tutut kaivot. Ihminen, joka putoaa kaivoon, viisastuu vähän. Sen sijaan elektroni, joka molskahtaa kvanttikaivoon, rauhoittuu ja pulskistuu eli alkaa säteillä pienemmällä taajuudella mutta kasvattaa samalla massaansa. Näin syntyy oikeantaajuista ja kasvaneen massan ansiosta kirkasta valoa.

Nakamura esitteli kirkkaan sinisen ledivalon 1993. Ja maailma näytti toisenlaiselta.

Tarinassa todella on yhtymäkohtia Edisoniin. Edisonkin aloitti lähes nollasta, toistamalla Michael Faradayn induktiokokeita. Teknisen innovaation syntyvaiheessa yksittäiset - ja monesti yksinäisetkin - keksijät ratkaisevat usein kaiken.

Ledi kilpailee hehku- ja loistelampun kanssa

- Hehkulampussa, lampuista tutuimmassa, valo syntyy metallilangan kuumentuessa korkeaan lämpötilaan. Halogeenilamppu on ominaisuuksiltaan samanlainen kuin hehkulamppu mutta pienikokoisempi.
- Loistelampussa ei ole hehkulankaa. Kahden elektrodin väliin syntyy sähköpurkaus, jolloin vapautuu ultraviolettisäteilyä. Säteily osuu fluoresoivaan kerrokseen, jolla lampun kuvun sisäpinta on päällystetty. Säteily virittää fluoresoivan aineen elektroneja, ja viritystilan lauetessa syntyy näkyvää valoa. Keittiön loisteputkivalaisimet ovat tyypillisiä loistelamppuja.
- Lamppujen tuottamaa valovirtaa mitataan lumeneilla ja kulutettua sähkötehoa wateilla. Kun lumenit jaetaan wateilla, saadaan valotehokkuus. Valotehokkuus on yksi mitta, jolla erilaisia lamppuja voidaan verrata toisiinsa.
Hehkulampun valotehokkuus on noin 15 ja loisteputken noin 80 lumenia wattia kohden.
Valkoinen ledi ohitti 2000-luvun alussa hehkulampun valotehokkuuden. Vuoteen 2010 mennessä sen arvioidaan kirivän loisteputken tehokkuuteen.

"Se, mitä minun onnistui tehdä", Nakamura on kertonut, "osoittaa, että myös ihminen, jolla on suhteellisen vähän erikoistietämystä ja jolla ei ole suuria rahoja eikä yhteyksiä yliopistoihin tai muihin yrityksiin, voi saavuttaa merkittävää menestystä uudella alueella." 

Nyt saatiin myös valkoista

Sininen ledi sysäsi koko valaistustekniikan uudelle kehitystielle. Värivalikoiman laajentuminen oli jo sellaisenaan arvokas tulos. Vielä tärkeämpää oli, että nyt voitiin tuottaa myös valkoista ledivaloa.

Kun koko sateenkaari on käytössä, valkoista valoa saadaan yhdistämällä erivärisiä ledejä. Periaate on sama kun väritelevisiossa.

Valkoista saadaan myös seostamalla sopivia aineita siniseen lediin tai muokkaamalla diodin rakennetta. Esimerkiksi Nakamura teki valkoista valoa lisäämällä siniseen lediin fosforia.

Upouusi, viime vuonna julkaistu keino tuottaa valkoista ovat kvanttipisteet. Niitä syntyy nanorakenteissa, joissa on ainoastaan muutamia kymmeniä atomeja. Yhdysvaltain Tennesseessä toimivan Vanderbilt-yliopiston tutkijat valaisivat kvanttipisteitä sinisellä ledillä, jolloin ne lähettivät kauniin valkoista valoa. Tutkijat arvelevat, että kvanttipisteitä on mahdollista stimuloida myös suoraan sähköllä.

Leditutkimus, vaikka onkin mikroelektroniikkaa, on tähän asti käsitellyt valtavia atomien ja elektronien joukkoja. Esimerkiksi yhden kuutiosenttimetrin kokoisessa piikiteessä on satatuhatta miljardia miljardia eli 10²³ atomia. Muutamien kymmenien atomien rakenteet ovat aivan uusi maailmansa, kvanttimekaniikan ja nanotekniikan jännittävä sauma.

Tulevaisuudessa voi syntyä "kvanttivalotekniikkaa", joka ehkä on jo jotain muuta kuin ledejä mutta jolla on juurensa Nakamuran ja muiden leditutkijoiden työssä. Tehdään esimerkiksi valaisevaa maalia, joka soveltuu pintaan kuin pintaan.

150 ydinvoimalan sähkönsäästö!

Muoviledeistä valoseinää ja -ikkunoita

Houkutteleva kehityssuunta ovat orgaaniset eli arkisesti sanottuna muoviledit, oledit. Muovi on taipuisaa, ja oledeista kehitelläänkin valaisevia kalvoja.
Oledit keksittiin suunnilleen samoihin aikoihin, kun Nakamura kehitti sinistä valoa. Brittiläinen kemisti, professori Richard Friend Oxfordin yliopistosta yritti 1989 työtovereineen rakentaa transistoria orgaanisesta, hiilipohjaisesta materiaalista.
Tutkijat laittoivat polyfenyleenivinyleeni-nimistä polymeeriä kahden elektrodin väliin ja huomasivat yllättäen, että laite säteili valoa. Muoviledit oli keksitty. Nykyään niitä käytetään merkkivaloina samoin kuin muitakin ledejä.
Professori Mark Thompson Etelä-Kalifornian yliopistosta ja hänen kollegansa Stephen Forrest Michiganin yliopistosta julkaisivat viime keväänä tutkimustuloksia, jotka havainnollistavat oleditutkimuksen nykyvaihetta. Heidän onnistui parantaa sinistä väriä tuottavien komponenttien kestävyyttä, mikä helpottaa valokalvojen valmistusta.
Periaatteessa mitä tahansa pintoja, sekä suoria että käyriä, voidaan peittää valaisevalla kalvolla. Kun valo sammutetaan, kalvosta tulee läpinäkyvä. Sama pinta voi toimia päivällä ikkunana ja pimeällä valaisimena.
Teolliseen tuotteeseen on vielä matkaa. Suurin ongelma on kehittää päällyste, joka suojaa itse oledia kosteudelta. Suunta näkyy silti selvästi. Tulevaisuudessa erilliset valaisimet katoavat ja valosta tulee osa rakennusta ja sisustusta.

Teollisessa maailmassa ledivalojen eduista mainitaan ensimmäisenä energian säästö. Sandian kansallinen tutkimuslaitos Yhdysvalloissa on laskenut, että siirtymällä ledeihin valaistuksen sähkönkulutus maailmassa pystytään puolittamaan. Silloin muihin käyttötarkoituksiin vapautuu vuoteen 2025 mennessä sähkön tuotantotehosta kymmenen prosenttia eli 250 gigawattia.

Suuruusluokasta saa käsityksen, kun muistaa, että Suomeen rakennettavan uuden ydinvoimalan sähköteho on 1 600 megawattia eli 1,6 gigawattia. Ledivalon tuoma säästö vastaa siis yli 150 suuren ydinvoimalan tehoa.
Yhdysvaltojen energiaministeriö ennustaa, että ledit voivat vuoteen 2025 mennessä syrjäyttää hehku- ja loistelamput yleisvaloina.

 - Alkuinnostusta on kyllä mukana, sanoo suomalainen valaistustutkija, tohtori Marjukka Eloholma Teknillisen korkeakoulun valaistuslaboratoriosta. - Mutta aivan oikeasti ledit tuovat paljon uutta ja hyvää.
Monissa maailman kolkissa hyvää on, jos valoa saadaan ilman sähköverkkoa. Tarvetta on, sillä puolitoista miljardia ihmistä joutuu edelleen tulemaan toimeen ilman sähköä.

Esimerkiksi Nepalissa on käynnissä ledihanke, johon myös Eloholman laboratorio osallistuu. Syrjäkylille saadaan ledeillä sähkövalot, kun valojen tarvitsema energia pystytään tuottamaan aurinkokennoilla, polkugeneraattoreilla ja pienillä vesivoimaloilla.

Yksi peruste myöntää Millennium-palkinto Nakamuralle oli, että ledien ansiosta kyetään viemään lukuvaloja kaukaisiinkin kolkkiin. Palkinto näet myönnetään paitsi tärkeästä myös elämänlaatua parantavasta teknisestä innovaatiosta.

Lumenit lisääntyvät kiivaasti

Sähkönsäästössä on kuitenkin yksi mutta: ledien valontuotto on vielä heikko.

- Valontuoton ennustetaan kaksinkertaistuvan aina kahden vuoden välein, Eloholma kuvaa alan asiantuntijoiden näkemyksiä. Vaikka kaupan hyllyltä nyt löytyvät ledit ovat kohdevaloja, joissa lumeneita on niukasti, lähestymme hyvää vauhtia aikaa, jolloin klassisen kuusikymmenwattisen voi vaihtaa yhtä valovoimaiseen lediin.

Valmistajat ovat jo tehneet ledilamppuja, jotka tuottavat yli 600 lumenin valovirran. Tavallinen 60 watin lamppu tuottaa valoa 600-800 lumenia.

Eloholma painottaa ledien joustavuutta: - Valaistustapoja voidaan muokata vapaasti, kun pystytään käyttämään useita pieniä valolähteitä yhden ison sijasta. Väri on säädettävissä yhtä helposti kuin nyt himmennetään valoa.

Valaistuslaboratorion tutkijat ovat käyttäneet ledejä kasvihuoneessa tuottamaan väriltään juuri kasvien mieleistä valoa. Jos kerran kasvit, niin mikseivät ihmisetkin: pian jokainen saa itselleen yksilöllistä valoa.
Kehitysvauhdin ratkaisee hinta. Ledit ovat puolijohdekomponentteja, jotka tavallisesti halventuvat nopeasti, kun tuotanto pääsee vauhtiin.

Professori Tarjanne ennakoi Millennium-palkinnon julkistamistilaisuudessa kehitystä virallisen varovaisesti: "Nakamuran innovaatioon perustuvat energiatehokkaat valonlähteet tulevat - - aikaa myöten ilmeisesti syrjäyttämään Edisonin hehkulampun." 

Kehitystyön voimaperäisyys antaa perusteet olettaa, että 2010-luvulla jo laitetaan yleisesti ledejä kattoon ja 2025 hehkulamppu on samassa asemassa kuin öljylamppu nykyään: museoesine tai nostalginen muisto.

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

Artikkeli on julkaistu Tiede-lehdessä 6/2006.

Valojen lyhyt historia

1831 Michael Faraday keksi sähkömagneettisen induktion, jonka avulla voitiin tuottaa sähkövirtaa. Sähkövalo tuli periaatteessa mahdolliseksi.
1878-1879 Joseph Swan ja Thomas Edison esittelivät hehkulampun.
1913 Irving Langmuir keksi täyttää hehkulam¬pun jalokaasulla ja kähertää hehkulangan kierukaksi. Valoa tuli lisää, ja lampun käyttöikä piteni.
1950-luku Loistelamput tulivat käyttöön.
1955 Rubin Braunstein raportoi havainneensa galliumarsenidin ja muiden puolijohdeseosten säteilevän valoa.
1960-luku Halogeenilamput tulivat käyttöön.
1961 Bob Biard ja Gary Pittman havaitsivat, että galliumarsenididiodit säteilivät valoa infrapuna-alueella. Seuraavana vuonna he patentoivat infrapunaledin.
1962 Nick Holonyak Jr. kehitti ensimmäisen näkyvää valoa hohtavan diodin.
1990 Richard Friend valmisti polymeeripohjaisen ledin eli oledin.
1993 Shuji Nakamura esitteli kirkkaansinisen ledin.
2000-luku Ledit tulivat valaisinmarkkinoille.
2006 Nakamura palkitaan.
2025 Hehkulamppu menee museoon?

 

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 
Viestejä5216
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