Unohtakaa rintaimplantit hetkeksi. Silikonilla voi tehdä muutakin.

Teksti: Kalevi Rantanen

Unohtakaa rintaimplantit hetkeksi. Silikonilla voi tehdä muutakin.

Tavallisesti silikoni toimii piilossa ja mainitaan vain sivumennen. Esimerkiksi viime keväänä puhuttiin silikonin sijasta kvanttitunnelointikomposiitista eli qtc:stä, kun brittiläinen yritys Peratech ja yhdysvaltalaisen Massachusettsin teknisen yliopiston MIT:n MediaLab ilmoittivat aloittavansa yhteistyön uuden sukupolven robotti-ihon kehittämiseksi. Peratechin qtc koostuu eristävään silikonimassaan sekoitetuista sähköä johtavista metallihiukkasista. Siitä voi valmistaa keinotekoisia tuntohermoja, jotka havaitsevat hellänkin kosketuksen. Kosketusherkkyyttä tarvitsee esimerkiksi ”halirobotti” Huggable, jota MediaLab on kehittänyt jo vuosia. Tulevaisuuden älyrobotit saatetaan tehdä silikonista. Kaukaisessa tulevaisuudessa silikonirobotit tai -kyborgit ehkä matkaavat avaruuteen ja kohtaavat avaruussivilisaatioiden tuottamia silikonikollegoitaan. Voi olla, että joltakin eksoplaneetalta löytyy myös itsestään kehittynyttä silikonielämää.

Yhdistetään maailmoista parhaatSilikonielämä on hyvinkin mahdollista, koska silikoni yhdistää piin ja hiilen, epäorgaanisen ja orgaanisen, elottoman ja elävän maailman. Silikonit ovat synteettisiä polymeerejä, jotka koostuvat piistä ja hapesta sekä orgaanisista ryhmistä, kuten metyylistä, etyylistä tai fenyylistä. Ryhmät puolestaan koostuvat hiilestä ja vedystä. Orgaanisilla lisäyksillä saadaan haluttuja ominaisuuksia.Esimerkiksi piin ja hapen ketjuun voi liittää yhden hiiliatomin ja kolmen vetyatomin yksiköitä. Syntyy polydimetyylisiloksaani eli pdms, jota on käytetty paljon muun muassa niissä rintaimplanteissa. Eräs säännönmukaisuus tekniikan kehityksessä on joustavuuden kasvu. Silikoni antaa joustavuutta tarvittaessa kirjaimellisesti. Silikoniset astiat ja uunikintaat taipuvat kumin tavoin mutta kestävät kuten keraamiset ja metalliset välineet. Silikoni on tuonut lisää liikkumavaraa suunnitteluun. Tarpeen mukaan kemistit ja insinöörit saavat kovia, pehmeitä, hyytelömäisiä, nestemäisiä ja kaasumaisia aineita, sopivilla herkuilla höystettyinä.

Sietää helteet ja pakkaset Näin hyville rengeille riittää töitä. Otetaan esimerkiksi aurinkoenergia.Aurinkokennoista puhuttaessa tavallisesti mainitaan ensimmäisenä hyötysuhde, mutta paljon muutakin vaaditaan. Kenno on suojattava vihamielisiltä luonnonvoimilta. Entä sitten, rakennetaan ympärille suojakotelo, voi joku sanoa. Hyvä ajatus, mutta mistä löytyy materiaali, joka kestää vuosikymmeniä pakkasta ja hellettä, kosteutta ja sateita sekä ultraviolettisäteitä, ja silti läpäisee auringonvaloa?Vastaus on silikoni, vakuuttaa suuri yhdysvaltalainen valmistaja Dow Corning. Aurinkokenno tuottaa virtaa vaikkapa ledivaloihin, jotka nekin on suojattava. Jälleen silikoni varmistaa, että ledi loistaa kirkkaasti ja pitkään.

Kestää kuukävelynUudet sovellukset jatkavat monen vuosikymmenen menestystarinaa. Käsitteen silikoni loi brittiläinen kemisti Frederick Stanley Kipping (1863–1949) viime vuosisadan alussa. Silikonimateriaalien suurimittainen teollinen tuotanto alkoi 1940-luvulla. Rintaimplantit tulivat 1960-luvulla. Samalla vuosikymmenellä ihminen painoi silikonikumisaappaan jäljen Kuuhun. Nykyään silikoni on levinnyt kaikkialle. Kotona sitä esiintyy astioiden lisäksi jääkaapeissa, uuneissa, mikroaaltouuneissa, pölynimureissa ja pesukoneissa. Tiivistämistä ja voitelua vaativat paikat ovat tyypillisiä käyttökohteita. Elektroniikassa, kuten puhelimissa, tietokoneissa ja kameroissa, silikoni suojaa herkkiä osia. Se suojaa myös monenlaisia pintoja tiiliseinistä autojen nahkaistuimiin.Vaatteisiin silikonilla saadaan rypistymättömyyttä ja vedenkestävyyttä.

Tahmaisuudesta eroonTulevaisuus tuo lisää silikonia. Alan eurooppalainen toimialajärjestö Centre Européen des Silicones on nimennyt kolme aluetta, joilla sen käyttö kasvaa. Ensimmäinen on henkilökohtaiset hyvinvointituotteet, kuten kosmetiikka. Toinen on pinnoitteet ja kolmas mikroelektroniikka. Teollisuus vastaa silikonilla ihmiskunnan kyltymättömään kaunistumistarpeeseen. Uudet silikoniyhdistelmät tuovat iholle myös terveyttä eli antioksidantteja ja vitamiineja.Kosmetiikassa eniten kiinnostaa kuitenkin ulkonäkö ja tuntuma. Sampoossa silikoni antaa hiuksille säihkettä. Voiteissa silikoni poistaa tahmeutta. Tahmaisuudesta halutaan eroon myös nanotekniikassa. Materiaalitutkija, tohtori Gregory Watson James Cook -yliopistosta Australiasta on kollegoineen kehittänyt kitkattomia silikonirakenteita nanosähkömekaanisia laitteita varten. Mallia tutkijat ovat ottaneet hyönteisten siivistä. Silikoni sopii luonnonläheisyytensä ansiosta hyvin biomimeettisiin ratkaisuihin.

Antennit venymään ja taipumaanSilikonin mahdollisuuksista elektroniikassa antavat aavistuksen joustavat antennit. Kemiallisen ja biomolekulaarisen tekniikan tutkija, tohtori Michael Dickey Pohjois-Carolinan yliopistosta on työtovereineen kehittänyt indiumin ja galliumin seoksesta nestemäisen antennin, joka on venytettävissä ja taivutettavissa. Taajuus muuttuu muotoa muutettaessa, jolloin voidaan rakentaa esimerkiksi siltojen ja rakennusten tilaa tarkkailevia laitteita. Antenni on myös laskostettavissa kuljetusta varten.Nesteantenninsa tutkijat sijoittivat ohuisiin kapillaareihin silikoninauhan sisään.

Suomessa ehkäisykierukkaanMaailmanlaajuisesti merkittävin silikonia hyödyntävä suomalaisinnovaatio on ehkäisykierukka. Bayer valmistaa sitä Turussa kauppanimellä Mirena. Silikoni pysyttelee, kuten tavallista, syrjässä. Kierukkakeskustelussa puhutaan eniten hormonista, levonorgestreelista, jota laite annostelee tasaisesti viiden vuoden ajan. Tarvitaan siis annostelija, jotta vaikuttava aine saataisiin perille juuri oikeaan aikaan. Tehtävän hoitaa silikoni, ilman mutkikasta mekaniikkaa tai elektroniikkaa. Kierukan sisällä on polydimetyylisiloksaania ja hormonia. Päällä on läpäisevä kalvo, joka on valmistettu niin ikään silikonista ja joka vapauttaa hormonia halutulla nopeudella.

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

Suomalaistutkija havaitsi, että maaseudun monimuotoinen luonto saattaa suojata koiria allergialta. Se antaa tukea biodiversiteettihypoteesille.

Kaupunkilaiskoirilla on enemmän allergioita kuin maaseudulla asuvilla. Vähiten allergioita on koirilla, jotka elävät maalla maalaismaiseen tapaan monilapsisessa, muitakin eläimiä omistavassa perheessä ja saavat ulkoilla vapaasti kotipihalla.

Tällaisia asioita koirista Jenni Lehtimäki sai selville väitöstutkimuksessaan, josta Helsingin Sanomat kertoo jutussaan.

Ihmisistä tosin ei samanlaista yhteyttä löytynyt allergioiden ja asuinpaikan väliltä.

Lehtimäki testasi biodiversiteettihypoteesia. Sen mukaan immuunijärjestelmämme häiriintyy ja allergian tapaiset tulehdusperäiset sairaudet lisääntyvät, kun ympäristön monimuotoisuus hupenee ja me altistumme entistä vähemmille luonnon mikrobeille.

Väitöskirja koostui neljästä tutkimuksesta, joista kaksi käsitteli lapsia ja kaksi lemmikkikoiria.

Kummassakaan lapsitutkimuksessa ei löytynyt merkittävää yhteyttä allergioiden ja ihon mikrobien tai luonnon monimuotoisuuden välillä.

Toisin oli lemmikkien laita. Koiranomistajille suunnatun kyslytutkimusken mukaan sairaimpia olivat kaupunkilaiskoirat, joista noin 17 prosentilla oli allergiaa. Maalla osuus oli viitisen prosenttia.

”Kysely osoittaa ensimmäistä kertaa urbaanin ympäristön ja muun nisäkkään kuin ihmisen allergian välisen yhteyden”, Lehtimäki kertoo.

Vielä selvemmän näytön tarjoaa neljäs tutkimus, johon osallistui yhteensä 170 labradorinnoutajaa ja suomenlapinkoiraa.

Se paljasti, että eniten allergioista kärsivät kaupungissa esimerkiksi kerrostalossa asuvat koirat, joilla on ”urbaani elämäntyyli”. Niiden hoidosta vastaa yksi ihminen, joka harrastaa monenlaista ja lenkkeilee paljon koiran kanssa.

Harvinaisimpia allergiat ovat maalaiseen tapaan maalla elävillä koirilla. Niiden iholla on viljalti ympäristöstä peräisin olevia bakteereja.

Lehtimäki ihmettelee, miksi ympäristön ja allergian yhteys tuli ilmi koirilla muttei lapsilla.

”Allergia on monimutkainen sairaus ja ihmiselämä on monimutkaista, mikä saattaa piilottaa ympäristön vaikutuksen”, hän miettii.

Täysin piiloon ihminen ei kuitenkaan jäänyt. Kyselytutkimuksessa paljastui, että jos allergia vaivaa koiraa, omistajakin on todennäköisesti allergikko. Tämä johtuu epäilemättä jostain yhteisestä tekijästä koiran ja omistajan elämäntavoissa tai ympäristössä.

”Maaseutumaisessa ympäristössä koiran ja ihmisen elimistö altistuu mikrobeille, jotka jollakin tavalla tukevat immuunijärjestelmän toimintaa”, Lehtimäki toteaa.

Kysely

Uskotko biodiversiteettihypoteesiin?

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

 

Tieteessä 2/2018 

 

PÄÄKIRJOITUS

Kun viha vie

Vihapuhuja ratsastaa alkukantaisella reaktiolla.

 

PÄÄUUTISET

Unissa puhutaan rumia

Myöntisen päiväminän takaa kurkkii
kielteinen yöminä – hyvästä syystä.

Alienkivi on yksi miljoonista

Tähtienvälisiä asteroideja syöksyy
aurinkokunnan läpi jatkuvasti.

Nykyihminen seikkaili
ulos Afrikasta useita kertoja

Yhden ulostulon malli ei enää mitenkään
istu Aasian löytöihin.

Korallit kalpenevat kiihtyvää tahtia

Lämpenevät vedet riistävät
polyypilta elintärkeän kumppanin.

 

ARTIKKELIT

Migreeni vyöryy aivorungosta

Kun sähköt sekoavat hermokeskuksessa,
kipuviestit kiihdyttävät aivot hälytystilaan.

Esinisäkkäät
Maailman valtiaat ennen dinosauruksia

Kehitys kohti meitä käynnistyi jo silloin,
kun maapallon mantereet olivat vielä yhtä.

Siittiöt hukassa

Enää hälytyskellot eivät kilise van kumisevat.
Miesten siittiömäärät ovat romahtaneet.

James Bond
Harmaa agentti hurmasi maailman

Vastoin odotuksia huomaamaton vakooja sai
valtavan huomion. Kohu teki fiktiosta faktaa.

Liikenne jättää tiet

Visio on villi muttei utopiaa. Jokainen sopiva
maapala tarvitaan luonnolle ja ruoalle.

Ennen paras mies oli poikamies

Naiset ja seksi eivät ole aina olleet miehen mitta.
Elämän tärkeät asiat löytyivät pitkään toisaalta.

 

TIEDE VASTAA

Voiko pissa jäätyä kaarelle?

Haudataanko vainajat ilmansuuntien mukaan?

Mikä on puujalkavitsi?

Miksi kuusi kestää lumen painon?

Miten norppa löytää takaisin avannolle?

Voiko avaruusaseman palauttaa Maahan?

 

KIRJAT

Oma dna kantaa suvun historiaa

Marja Pirttivaara teki suomalaisille sukututkijoille uudenlaisen kätevän oppaan.

 

KUVA-ARVOITUS

Klassikkopalsta

kutsuu lukijoita tulkitsemaan kuvia lehden Facebook-sivustolle: facebook.com/tiede.fi

 

OMAT SANAT

Valoa kohti

Entisinä aikoina kantasana tarjosi myös lämpöä.

 

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.