Väitös

Aerosolien avulla valmistetut pinnat estävät jäätä ja bakteereja

Nanomateriaaleja hyödyntävillä pinnoitteilla voidaan antaa eri materiaaleille uusia ominaisuuksia. Ne helpottavat monien yleisten pintojen ongelmien ratkaisua, kuten jään tarttumista ja bakteerien kasvua. Väitöskirjassaan diplomi-insinööri Paxton Juuti avaa toiminnallisten materiaalien valmistamista.

Nykypäivänä materiaalien ja etenkin niiden pintojen halutaan hoitavan itse itsensä. Esimerkiksi sen sijaan, että pintoja tarvitsisi jatkuvasti desinfioida, pinta voisi itsessään tuhota siinä olevia bakteereja. Jotta tällaisten toiminnallisten pintojen valmistus olisi mahdollista, pintojen rakennetta ja materiaalikoostumusta pitää käsitellä. Yksi tapa on tuoda pinnoitemateriaali kaasufaasin kautta, aerosolihiukkasina. Paxton Juuti hyödynsi työssään aerosolimenetelmiä, jotka yhdistävät reaaliaikaisen pienhiukkasten mittaamisen ja niiden rakenteen hallinnan.

– Aerosolihiukkaset ja menetelmät, joilla niitä tuotetaan, ovat erittäin säädeltäviä. Tämä mahdollistaa paitsi pinnoitteen rakenteen tarkan kontrolloinnin, myös laajan kirjon käyttökohteita, Juuti kertoo.

Paxton Juuti kehitti väitöstyössään prosessin hallintaan ja mittausteknologiaan kohdistuvan perustutkimuksen lisäksi kaksi toiminnallista materiaalia: huokoiseen titaanidioksidipinnoitteeseen perustuvan, jäätymistä estävän pinnan, ja nanokokoista hopeaa sisältävän antibakteerisen suodatinmateriaalin. 

– Erilaisilla toiminnallisilla pinnoilla voidaankin säästää käyttäjän ajan lisäksi myös huoltokustannuksia, ja varmistaa materiaalien toimivuus myös ääriolosuhteissa. Kun toiminnallisuus saadaan aikaan nanomateriaaleilla, voidaan lisäksi minimoida kallisarvoisten raaka-aineiden käyttö, Juuti sanoo.

Paxton Juuti (28) työskentelee Tampereen yliopiston aerosolifysiikan tutkimusryhmässä väitöskirjatutkijana.

Diplomi-insinööri Paxton Juutin aerosolifysiikkaan kuuluva väitöskirja "Development of Aerosol Measurement and Synthesis Technology for Functional materials" tarkastetaan julkisesti Tampereen Yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 13.9.2019 klo 12 Hervannan kampuksella Sähkötalon salissa SA203 (Korkeakoulunkatu 3, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Maria Messing (Lund University, Ruotsi). Tilaisuutta valvoo professori Jyrki Mäkelä Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-1210-7

Kuva: Laura Salo