www.teopal.fi Monipuoliset liitännät Asiakaspalvelu: (09) 8190 560 asiakaspalvelu@teopal.fi Katso esittelyvideo skannaamalla tämä koodi. Elektroninen vesivaaka olosuhteiden kosketuskäyttöliittymä myös suomenkielellä Ota yhteyttä ja siirry tulevaisuuteen. Monipuoliset liitännät Automaattinen viritys ja linearisointi. Kemi 7/ 20 17 PUOLI vuosisataa kvanttikemistinä KALPA koukutti katalyysitutkijan KUITIAN kartano ammentaa mikrobeista MUUMIO puhuu ja pysäyttää hetken KEMIA PUNNITSEMISEN UUSI ÄLYAIKA on alkanut! Vallitsevien olosuhteiden huomiointi Staattisen sähkön poisto Intuitiivinen kosketuskäyttöliittymä myös suomenkielellä Ota yhteyttä ja siirry tulevaisuuteen
Kemi KEMIA Tervetuloa stipendikumppaniksi! Kemiassa menestyneitä lukiolaisia ja uusia ylioppilaita palkitaan jälleen vuonna 2018 Kemia-lehden vuosikerralla. Lämpimästi tervetuloa! Leena Laitinen Kemia-lehden päätoimittaja leena.laitinen@kemia-lehti.fi puh. Lehtistipendi on kerännyt viiden vuoden aikana paljon kiitosta ja avannut jo yli 2 700 nuorelle ikkunan kemian maailmaan. Kemia-lehti maksaa puolet jokaisesta vuosikerrasta, kumppanit toisen puolen. Hankkeeseen voi osallistua 2 500 tai 5 000 eurolla. Vahvistathan kumppanipaikkasi 4. Stipendejä jaetaan kemiasta laudaturin kirjoittaneille uusille ylioppilaille ja lukiolaisille, jotka ovat osoittaneet kiitettävää harrastuneisuutta kemiaan. • Myönteistä näkyvyyttä lakkiaistilaisuuksissa ja uutisissa, joissa kerromme hankkeesta ja sen mahdollistajista. Kipinä kemistin uralle voi syttyä mukaansatempaavan tarinan äärellä! Tervetuloa jakamaan hyvää mieltä! Kutsumme yhteistyökumppaneiksemme yrityksiä ja organisaatioita. Yhteistyökumppanina saatte: • Ilmoitustilaa Kemia-lehden julkaisuista samalla euromäärällä, jolla osallistutte hankkeeseen. Opettajat saavat valita stipendin arvoiset oppilaat lukioissaan. • Logonne näkyviin kokosivun ilmoituksessa, jossa Kemialehti kertoo lehtistipendistä ja yhteistyökumppaneista. 040 577 8850 Sc an st oc kp ho to. toukokuuta 2018 mennessä. Kemia-lehti on täynnä kiinnostavia juttuja kemian mahdollisuuksista ja merkityksestä. Mitä enemmän kumppaneita on mukana, sitä useampi lukiolainen saa iloisen yllätyksen kevään päättäjäisjuhlissa
Tilaan Uusiouutiset -lehden vuosikerran opiskelijahintaan 50 €. Sähköpostiosoite, johon haluan sähköisen uutiskirjeen Y-tunnus Puhelin Nimi (ja yritys) Tilausosoite Laskutusosoite (jos eri kuin tilausosoite) Vastaanottaja maksaa postimaksun Mottagaren betalar portot Jaicom Oy Tunnus 5020716 00003 VASTAUSLÄHETYS . • Uusiouutiset-digilehden kestotilaus 79 euroa. Olen opiskelija. • Hinnat sisältävät sähköisen uutiskirjeen ja tunnukset digilehtien arkistoon, josta löytyvät kaikki Uusiouutiset vuodesta 2015. • Painetun Uusiouutiset-lehden kestotilaus 89 euroa. Tilaan Uusiouutiset -lehden määräaikaisena vuositilauksena (8 numeroa) 99 €/vsk. Voit tilata Uusiouutiset-lehden: • sähköpostitse tilaukset@uusiouutiset.fi • puhelimitse (03) 4246 5370 • nettilomakkeella www.uusiouutiset.fi > tilausasiat Tilaan Uusiouutiset -lehden painetun version kestotilauksena 89 €/vuosi. Monipuolista ja ajan kohtaista tietoa siitä, kuinka kiertotalous muuttaa tuotantoa ja yhteiskuntaa: • kemianteollisuus kiertotalouden uranuurtajana • haitalliset aineet pois kierrosta • kierrätysravinteet ja ravinnekierrot • biotalous ja uudet materiaalit • nanomateriaalit ja komposiitit • elinkaaren hallinta ja tutkimus Tilaa nyt kiertotalouden erikoislehti Uusiouutiset! Saat 8 painettua numeroa + sähköisen uutiskirjeen. POISTO TEKSTIILILLE KOTIMAINEN ARVOKETJU 6|2017 KIERTOTALOUS LISÄÄ TYÖRISKEJÄ BIOKAASUA – NYT SITÄ SAA! ROSKAPUSSI PALJASTAA PALJON ”Uusiouutiset-lehti on ajankohtainen, asiantunteva ja luotettava .” Lukijatutkimus, Focus Master
Virtanen -palkinnon saanut Johanna Ivaska tekee elintärkeää työtä ja taistelee niukkenevasta rahoituksesta. I. (s. (s. (s. 61) 48 Tiedetoimittajien pioneeri Guss Mattsson oli Mäntysuovan kummisetä ja mestaripakinoitsija Jari Koponen 54 Palsamointi pysäyttää hetken ja säilöö tietoa tutkijoille Arja-Leena Paavola Ve ikk o So m er pu ro ”Työmme tarkoitus on Itämeren ja ilmaston suojelu.” Saara Kankaanrinta ja Ilkka Herlin ovat tehneet kartanostaan biotalouden mallitilan. 6) Ha nn a Ok sa ne n/ Tu ru n yli op ist o ”Valtiovalta saisi katsoa peiliin.” A. (s. 4 KEMIA 7/2017 SISÄLLYS 6 Kvanttikemisti Pekka Pyykkö: ”Tutkija, arvosta omaa työtäsi” Jarmo Wallenius 12 TÄTÄ MIELTÄ Molekyylit kierrätykseen Heidi Virtanen 14 KEMISTIN KÄÄNTÖPUOLI ”Pysähtyen kuolee, liikkuen elää” Miekkaileva kemisti tuntee kalvan ja katalyytit Irene Andersson 18 UUTISIA 22 TYTTÖJEN TIEDEKULMA Bones-sarja kannustaa tyttöjä tieteiden pariin Emilia Hiltunen 23 REACH RAKENTUU Kemikaaliviraston päätökset eivät ole kiveen hakattuja Anna Roubier 24 TUTKIMUKSESSA TAPAHTUU 28 VIHREÄT SIVUT 34 KIERTOTALOUS JA KEMIA Rakennusjätteestä rakennustuotteita Elina Saarinen 35 KEMIA SILLOIN ENNEN 35 NÄKÖKULMA Jäitä poltellessa Anja Nystén 36 SUOMALAISET NAISET JA KEMIA Kristiina Kruus Biotalouden moottori Sisko Loikkanen 38 Nobelistit toivat Elämän rakenteet lähikuvaan Jari Koponen 42 Kuitian kartanon uusi elämä Mikrobireaktorit jauhavat hukkapuusta metaania Marja Saarikko 46 Tampereen Hiedanrannasta Kiertotalouden kotipesä Vesa Keinonen ”Suhteellisuusja kvanttiteoria kuuluvat myös jaksolliseen järjestelmään.” Pekka Pyykkö innostui kvanttikemiasta 53 vuotta sitten. 42) Te ro Pa juk all io ”Vuonna 2034 jokaisella on mukanaan puhelin, johon ilmestyvät sekä tekstit että kuvat…” Näin pakinoitsi vuonna 1913 lahjakas kemisti ja tiedetoimittaja Guss Mattsson. 48) 58 ULKOMAILTA 60 KEEMIKKO Armopala ennustajaeukoille 61 HENKILÖUUTISIA Johanna Ivaska heittää Soraa syöpätautien rattaisiin 64 TULEVIA TAPAHTUMIA 65 SEURASIVU 66 TIETEEN KAUPUNGIT Huipputeknologian Tokio Sisko Loikkanen
direktör • Managing Director Leena Laitinen puh. Matkailun myötä superbakteerit ovat levinneet tehokkaasti maailman kaikkiin kolkkiin. Kehitteillä on myös bakteeriseoksia, joilla pyritään syrjäyttämään mikrobistoista resistentit bakteerit. Leena Laitinen M ar kk u Jo ut se n Molekyylit hengenpelastajina Matkailun myötä superbakteerit ovat levinneet tehokkaasti.. 050 336 5613 sanna.alajoki@kemia-lehti.fi Toimitusneuvosto • Redaktionsråd • Editorial Board Viestintäjohtaja Susanna Aaltonen, Kemianteollisuus ry Laboratoriopäällikkö Susanna Eerola, Roal Oy Toimitusjohtaja Saara Hassinen, Terveysteknologian Liitto ry Emer.prof. Markku Räsänen, Helsingin yliopisto Aikakauslehtien Liiton jäsenlehti Keskipainos 5 000, erikoisnumeroilla 300–3 000 kpl:n lisäjakelu. Faagihoitoja eli bakteerien tuhoamista viruksilla tutkitaan myös Suomessa. Yhdisteille voi löytyä tärkeää käyttöä lääkekehityksessä, maataloudessa tai biotieteissä. Tutkijat etsivät uusia lääkeaihioita kirjaimellisesti pohjamutia myöten. Tutkijat ovat varoitelleet asiasta kymmeniä vuosia, käytännössä kuuroille korville. Luvut julkaistiin viime vuonna Ison-Britannian hallituksen teettämässä selvityksessä. Biokemian tohtori Heidi Virtanen kannustaa tässä lehdessä kemistejä liittämään bioaktiiviset molekyylinsä kansalliseen kemikaalikirjastoon. Forssa Print, Forssa 2017 ISO 9002 ON SE ANGIINAA, lääkäri vahvisti ja ojensi reseptin äidilleni. Antibioottien holtittomalle käytölle on asetettava rajat. Ihmiskunta iloitsi ihmelääkkeistä, joita se ei kuitenkaan osannut käyttää viisaasti. MEILLÄ ON jo kiire löytää ratkaisuja, jotta emme söisi lääkkeitä omilta lapsiltamme. Kun toimitaan aktiivisesti monella rintamalla, ratkaisuja voi hyvinkin löytyä – jopa tutkijoiden pöytälaatikosta. 44 Coden: KMKMAA ISSN 0355-1628 Toimitus • Redaktion • Office Pohjantie 3, FIN-02100 Espoo puh. Kun antibiootit saatiin käyttöön 1940-luvulla, monet aiemmin hengenvaaralliset sairaudet pystyttiin parantamaan rutiinihoidoin. 0400 578 901 toimitus@kemia-lehti.fi www.kemia-lehti.fi www.facebook.com/kemialehti Päätoimittaja • Chefredaktör • Editor-in-Chief DI Leena Laitinen 040 577 8850 leena.laitinen@kemia-lehti.fi Toimituspäällikkö • Redaktionschef • Managing Editor Päivi Ikonen 0400 139 948 paivi.ikonen@kemia-lehti.fi Taitto • Layout K-Systems Contacts Oy Päivi Kaikkonen 040 733 3485 taitto@kemia-lehti.fi Sihteeri • Sekreterare • Secretary Sanna Alajoki 050 336 5613 sanna.alajoki@kemia-lehti.fi Ilmoitukset • Annonser • Advertisements ilmoitukset@kemia-lehti.fi Myynti • Försäljning • Sales Jaana Koivisto 040 770 3043 jaana.koivisto@kemia-lehti.fi Seija Kuoksa 040 933 1147 seija.kuoksa@kemia-lehti.fi Tilaukset • Prenumerationer • Subscriptions puh. Nieluviljelmästä oli löytynyt tuttu vihollinen, streptokokki A. Matti Hotokka, Åbo Akademi Toimituspäällikkö Päivi Ikonen, Kemia-Kemi Toiminnanjohtaja Heleena Karrus, Kemian Seurat Päätoimittaja Leena Laitinen, Kemia-Kemi Toimittaja Sisko Loikkanen, Yleisradio Professori Jan Lundell, Jyväskylän yliopisto Emer.prof. Tuhlaileva käyttö ihmisten ja eläinten lääkinnässä johti muutamassa vuosikymmenessä antibiooteille vastustuskykyisten bakteerikantojen leviämiseen. Jos kehitys jatkuu, vuonna 2050 infektiosairauksiin menehtyy tehokkaiden antibioottien puutteessa jopa kymmenen miljoonaa ihmistä, enemmän kuin syöpätauteihin. Sekä rikkaissa että köyhissä valtioissa lyhyen aikavälin hyödyt ovat painaneet vaa’assa enemmän. marraskuuta 2017 Vol. Samaan aikaan on pyrittävä kehittämään uusia lääkkeitä ja kokonaan uudenlaisia hoitovaihtoehtoja. 040 577 8850 leena.laitinen@kemia-lehti.fi Toimistopäällikkö • Kontorschef • Office Manager Sanna Alajoki puh. 5 7/2017 KEMIA KEMIA Kemi PÄÄKIRJOITUS 15. Sen nujertamiseen tarvittiin kuuri syvästi inhoamaani penisilliiniä, jonka karvas makumuisto palautuu vuosikymmenten jälkeen vaivatta mieleen. 03 4246 5370 tilaukset@kemia-lehti.fi Tilaushinnat Kotimaassa 105 euroa (kestotilaus 95 euroa), muut maat 145 euroa Kouluille 49 euroa, www.aikakaus.fi Prenumerationspris i Finland 105 euro, övriga länder 145 euro Subscription price (out of Finland) EUR 145 Irtonumero/Lösnummer/Single copy EUR 16 Osoitteenmuutokset Kemian Seurojen toimisto puh. SUOMESSA TILANNE on vielä verraten hyvä, mutta Euroopan alueella kuolee jo 25 000 ja koko maailmassa 700 000 ihmistä vuodessa bakteeritartuntoihin, joihin antibiootit eivät pure. Kirurginen lääketiede eteni harppauksin, kun uudet lääkkeet estivät haavojen infektoitumisen ja mahdollistivat tekonivelten ja siirtoelinten käytön. 010 425 6302, faksi 010 425 6309 toimisto@kemianseura.fi Kustantaja • Utgivare • Publisher Kempulssi Oy Toimitusjohtaja • Verkst. Tänä päivänä olen kiitollinen siitä, että käytettävissä oli tehokas lääke lapsuusvuosieni riesaan, joka muuten olisi parantunut hitaasti ja saattanut aiheuttaa vakavia jälkitauteja
• Finska Kemistsamfundetin puheenjohtaja 1988–1989, 1999– 2001; Suomen Kemian Seuran puheenjohtaja 1999–2000. • Ylioppilas 1959, Turun klassillinen lyseo. Nyström -palkinto 1998, Humboldtin palkinto 2002, Schrödingerin mitali 2012. Kuvaavaa on, että maailman suurimmalla kemian alan yrityksellä, saksalaisella BASF:lla on nykyisin vahva teoreettinen osastonsa ja käytössään oma supertietokone kvanttikemian ja laskennallisen kemian työkaluna. J. Emeritusprofessori Pekka Pyykkö on paneutunut kiehtovaan tieteenalaan jo yli puolen vuosisadan ajan. Harry Elvingin palkinto 1978, A. I. • FM 1964, FL 1965, FT 1967, Turun yliopisto. • Åbo Akademin kvanttikemian apulaisprofessori 1974–1984. • Tunnustuksia mm. Orgaanisessa kemiassa ja sen sovelluksissa, muun muassa lääkeaineteollisuudessa, kvanttikemian avulla arvioidaan molekyylien pysyvyyttä, kemiallista stabiilisuutta ja reaktiomekaniikkaa ja -dynamiikkaa. Ve ikk o So m er pu ro Sivulle 15… 6 7/2017 KEMIA ”Kansainvälinen ilmapiiri ja kansainväliset kontaktit ovat tutkijalle välttämättömiä. Fysikaalisessa kemiassa alaa hyödynnetään termodynaamisten ominaisuuksien laskemisessa, molekyylispektrien analysoinnissa ja molekyylien ominaisuuksien, kuten sidosten pituuksien ja orientaatioiden, määrittämisessä. ”Tutkija, arvosta omaa työtäsi” Kvanttikemisti Pekka Pyykkö: ”Tutkija, arvosta omaa työtäsi”. • Yli 300 tieteellistä julkaisua. Nordita-instituutissa Tanskassa, CECAM-keskuksessa Ranskassa sekä Erlangen-Nürnbergin yliopistossa ja Berliinin teknillisessä yliopistossa Saksassa. Kvanttikemia ei ole kemiaa eikä fysiikkaa – ja on silti niitä molempia. Jarmo Wallenius Kvanttikemia ei ole kemiaa eikä fysiikkaa – tai on niitä kumpaakin. • Helsingin yliopiston kvanttikemian professori 1984–2009, emeritusprofessori 2009–. Tätä nykyä kvanttikemiaa hyödynnetään niin laskennallisesti kuin kokeellisestikin kaikilla kemian mutta myös monilla fysiikan osa-alueilla. • Vierailevana tutkijana mm. Ne ovat ilma, jota hengitetään ja jota ilman ei voi olla”, sanoo professori Pekka Pyykkö. Virtanen -palkinto 1997, E. Pekka Pyykkö • Syntynyt Hinnerjoella vuonna 1941
7
Raskaimpien alkuaineiden analysoinnissa on välttämätöntä hyödyntää Diracin yhtälöiden mukaista relativistista kvanttimekaniikkaa. Varsinaisesti kvanttikemian katsotaan saaneen alkunsa vuonna 1927, jolloin Walter Heitler ja Fritz London laskivat vetymolekyylin atomien välisen etäisyyden ja kemiallisen sidoksen voimakkuuden käyttämällä hyväkseen Schrödingerin yhtälöä ja Brittisyntyinen matemaatikko ja teoreettinen kemisti John Pople (oik.) Pekka Pyykön vieraana Helsingin yliopistossa. Tänä vuonna 90 vuotta täyttävää tieteenalaa voidaan kutsua myös molekulaariseksi tai molekyylien kvanttikemiaksi. Laskuja voidaan tuoreen tiedon mukaan tehdä ainakin tietokonejätti IBM:n laboratoriossa jo kvanttitietokoneellakin. Pople palkittiin kehittämistään kvanttikemiallisista malleista vuoden 1998 kemian Nobelilla. He lsi ng in yli op ist o. Kvanttikemian historia juontuu vuoteen 1926, jolloin itävaltalainen fyysikko Erwin Schrödinger kehitti aaltoyhtälönsä. aaltomekaniikkaa. Epäorgaanisessa kemiassa kvanttikemiallista laskentaa hyödynnetään uusien siirtymämetallien yhdisteiden ja niiden ominaisuuksien ennustamisessa ja selittämisessä. 8 KEMIA 7/2017 Yhdeksän vuosikymmentä kvanttikemiaa Kvanttikemia hyödyntää kvanttimekaniikkaa kemiallisten ongelmien ratkaisemisessa. Analyyttisen kemian alueella kvanttikemiaa käytetään spektroskopiassa muun muassa infrapunaja NMR-spektrien spektriviivojen taajuuksien ja intensiteettien optimoinnissa ja analysoinnissa. Voi hyvin sanoa, että kvanttikemiassa Kvanttikemiassa yhdistyvät suhteellisuusteoria ja jaksollinen järjestelmä. Samalla kaksikko loi kvanttikemiallisen valenssisidosteorian eli VB:n mallin. Nykyisin kvanttikemiaa käytetään löyhästi keskenään sidoksissa olevien ja heikosti vuorovaikuttavien kylmien kaksitai kolmeatomisten alkaalikaasumolekyylien tekemisestä, NTP-olosuhteiden satojen atomien molekyyleistä ja kvanttisimulaatiosta uusien, kaikkein raskaimpien alkuaineiden ominaisuuksien ja yhdisteiden tarkasteluun
Kvanttikemisti Linus Pauling sai ensimmäisen kahdesta Nobelistaan vuonna 1954. Sen hän oli kehittänyt sidosten laskentamalliksi jo vuonna 1927 hyödyntämällä kvanttimekaniikkaa ja huomioimalla ytimien ja elektronien vuorovaikutukset. ”Tämän ajan nuorille tutkijoille se onkin jo itsestään selvää.” Pyykön nuoruusvuosilta on peräisin hänen oma työskentelytyylinsä: spontaani aktiivisuus itseorganisoituvassa tutkimusryhmässä. Nuoren kemistin kansainvälistyminen jatkui Uppsalan jälkeen teoreettisen fysiikan instituutissa Norditassa Tanskan Århusissa sekä Ruotsin Göteborgissa vuosina 1968–1970. Friedrich Hundin, Linus Paulingin ja Robert Mullikenin rinnalla alan tärkeisiin nimiin kuuluvat myös Edward Teller, J. Niitä tunnettiin tuolloin vielä huonosti NMR-spektroskopian piirissä. Tätä nykyä hän jakaa Kumpulan kampuksella Chemicumissa sijaitsevan työhuoneensa kahden muun emerituksen, professori Markku Räsäsen ja yliopistonlehtori Raimo Timosen, kanssa. Syksyllä 1970 Pyykkö osallistui fysiikan nobelistin Richard Feynmanin oppilaan Gary Thomasin Helsingin yliopistossa pitämälle relativistisen kvanttimekaniikan kurssille. Samalla heräsi myös kysymys siitä, voidaanko hydridien rakenteista laskea ja ekstrapoloida koko kemia. Robert Oppenheimer, Douglas Hartree ja Vladimir Fock. ”Erilaisten kemiallisten aineiden ennustamisesta tuli tätä myöten. Sikäläinen kvanttikemisti Per Olof Löwdin järjesti tuolloin kesäkoulun. Pyykkö siirtyi virastaan eläkkeelle vuonna 2009, mutta tutkijan työ jatkuu entiseen tapaan. 9 7/2017 KEMIA yhdistyvät Albert Einsteinin vuonna 1905 julkaisema suhteellisuusteoria ja Dmitri Mendelejevin vuonna 1869 kehittämä jaksollinen järjestelmä. Martin Karplus, Michael Levitt ja Arieh Warshel palkittiin tuolloin kvanttikemiallisia prosesseja koskevien tietokoneohjelmien kehittämisestä. Pyykön mukaan ainakin jossakin mitassa näin voidaan tehdä. Tuorein kvanttikemian Nobel on vuodelta 2013. Pyykkö havahtui siihen, että suhteellisuusteoreettisilla tekijöillä oli suuri vaikutus valenssikuorten magneettisiin ilmiöihin. ”Keksin, että kullan ja hopean väliset rakenteelliset erot johtuvat suhteellisuusteoriasta.” Suomeen saatiin ensimmäinen kvanttikemian oppituoli vuonna 1974, kun Åbo Akademihin perustettiin alan apulaisprofessorin virka. Sekä fyysikkona että kemistinä tunnettu Robert Mulliken palkittiin vuoden 1966 kemian Nobelilla molekyyliorbitaalien teoriasta. Näiden elektronien keskimääräisen tiheyden määrittämiseksi kehitettyjen teorioiden myötä saatiin uusia mahdollisuuksia kemiallisten rakenteiden ja reaktioiden laskemiseen. Merkitys on tärkeä”, professori sanoo. ”Kansainvälinen ilmapiiri ja kansainväliset kontaktit ovat välttämättömiä. Yhdessä ranskalaisen Jean-Paul Desclaux’n kanssa Pekka Pyykkö alkoi kehittää laskentamenetelmiä molekyylien rakenteiden selvittämiseksi, ensin metaanista (CH 4 ) plumbaaniin (PbH 4 ) ulottuvan sarjan ja sitten kupari-, hopeaja kultahydridien rakenteet Diracin yhtälöistä lähtien. Tukena oli sittemmin Åbo Akademin fysikaalisen kemian professori Ingvar Danielsson, joka antoi tuoreelle kvanttikemian apulaisprofessorille vapaat kädet tehdä tutkimusta ja opetusta. Lähtölaukaus Uppsalasta Pekka Pyykkö kertoo kvanttikemian merkityksen olleen Suomessa ilmassa jo 1960-luvulla ja 1970-luvun alussa. Diracin yhtälöt saivat sitä myötä suomalaisesta pysyvän otteen, ja relativistisesta kvanttikemiasta alkoi kehittyä hänen ominta tutkimusaluettaan. Walter Kohn ja John Pople palkittiin saavutuksistaan vuoden 1998 kemian Nobelilla. ”Fyysikko ja matemaatikko Hjalmar Tallqvist oli kirjoissaan tehnyt suhteellisuusteorian ja kvanttimekaniikan tutuiksi myös meille suomalaisille, vaikka hänen teoksiaan ei oppikirjoina käytettykään.” Pekka Pyykkö pääsi itse tutustumaan kansainväliseen kvanttikemiaan ja sen yhteisöön jo 23-vuotiaana, kun Turun yliopiston fysiikan professori Väinö Hovi lähetti NMRryhmässä deuteronien kvadrupolivakioita mitanneen jatko-opiskelijan Uppsalaan. Viisitoista vuotta myöhemmin palkinnon jakoivat Kenichi Fukui ja Roald Hoffmann kemiallisten reaktioiden mekanismien ymmärrystä lisänneistä kvanttikemiallisista teorioistaan. Siihen nimitettiin nuori filosofian tohtori Pekka Pyykkö, josta vuonna 1984 tuli Helsingin yliopiston ruotsinkielisen kvanttikemian professuurin hoitaja. Pioneereja ja nobelisteja Kvanttikemiaa kehittivät ensimmäisinä vuosikymmeninä niin kemistit kuin fyysikotkin. Kemisti ja fyysikko Kohn oli vuonna 1960 kehittänyt tiheysfunktionaaliteorian (DFT), matemaatikko Pople puolestaan työstänyt molekyyliorbitaalien teorian ja energioiden laskennallisia työkaluja ja malleja jo 1950-luvulta lähtien. Yhdysvalloissa väitellyt apulaisprofessori Tapani Pakkanen työskenteli kvanttikemian parissa Joensuun yliopistossa, ja Åbo Akademin professorin virkaa hoiti vuodet 1972–1974 vt:nä Allan Johansson. Ne ovat ilma, jota hengitetään ja jota ilman ei voi olla”, Pyykkö tähdentää. Vuonna 1992 palkintovuorossa oli Rudolph Marcus, joka tutki elektronien siirtymistä kemiallisissa reaktioissa. Vuonna 1962 kemisti vastaanotti Nobelin rauhanpalkinnon ydinaseiden vastaisesta toiminnastaan. ”Keksin, että kullan ja hopean väliset rakenteelliset erot johtuvat suhteellisuusteoriasta. ”Juhani Savolainen oli tutustunut alaan Pariisissa, ja Juhani Murto laati hänen innoittamanaan luentomonisteita Helsingin yliopistossa”, Pyykkö muistelee. Palkinto myönnettiin Paulingin pari vuosikymmentä aiemmin esittämästä valenssisidosten teoriasta
Toriumin (Th, 90) tavoin uraani kuuluu aktinoideihin (89–103). Floridan valtionyliopiston kemian ja biokemian osaston ja suurmagneettikentän laboratorion tutkijat ovat Thomas Albrecht-Schmittin johdolla erikoistuneet tutkimaan uraania raskaampia alkuaineita. Aktinoidit ovat kaikki rakenteeltaan radioaktiivisia metalleja mutta käyttäytyvät kemiallisesti lantanoidien lailla. Uusia löytöjä Science-lehdessä viime vuonna julkaistussa artikkelissaan AlbrechtSchmittin ryhmä esitteli berkeliumin booriyhdisteiden reaktioiden tutkimustaan. Yhdysvaltain energiaministeriö antoi Albrecht-Schmittin ja hänen kollegoidensa käyttöön ennätykselliset 13 milligrammaa isotooppi-249:ää – tuhat kertaa enemmän kuin missään aikaisemmassa tutkimuksessa on käytetty. Aiemmin Alcrecht-Schmittin tiimi on tutkinut muitakin radioaktiivisten alkuaineiden, muun muassa plutoniumin (Pu, 94) ja kaliforniumin (Cf, 98), yhdisteiden molekyylejä ja kemiallisia sidoksia. Elektronien massa kasvaa, ja elektronit asettuvat orbitaaleille poikkeuksellisella tavalla.. Raskaimmat alkuaineet voivatkin olla linkki kvanttiteorian ja suhteellisuusteorian välillä. Vuonna 1949 löydettyä berkeliumia – joka rakenteellisesti mutta ei kemiallisesti muistuttaa kaliforniumia – on käytetty syntetisoimaan uusia alkuaineita, kuten tennessiiniä (Ts, 118). Mitä raskaammista alkuaineista on kyse, sitä enemmän myös Albert Einsteinin suhteellisuusteoria vaikuttaa niiden ominaisuuksiin. Saman ryhmä oli aiemmin todennut kaliforniumin osalta. Tuoreessa Journal of American Chemical Society -lehdessä ryhmä kertoo analysoineensa berkeliumjodaattiyhdisteiden reaktioita ja päätyneensä siihen, että berkeliumin kemiallinen käyttäytyminen johtuu ennen kaikkea suhteellisuusteoriasta. Uraani on luonnossa esiintyvistä alkuaineista raskain. Siinä selvisi, että berkelium ei käyttäydy kemiallisesti lähimpien aktinoidinaapuriensa kaltaisesti. Sen järjestysluku on 92 (U, 92). Viimeinen jaksollisen järjestelmän alkuaine on ogaMuun muassa berkeliumin kemiallista käyttäytymistä voidaan selittää suhteellisuusteorian avulla. Floridalaisryhmä on viime aikoina paneutunut lähinnä aktinoidien, erityisesti berkeliumin (Bk, 97) ja sen yhdisteiden tutkimiseen. Suhteellisuusteoria auttaa selittämään ainakin yli 20 raskaimman ja harvinaisimman alkuaineen käyttäytymistä. 10 KEMIA 7/2017 Raskaimpien alkuaineiden kemia on eksoottista Kvanttimekaniikan lait ja -säännöt määräävät atomien käyttäytymistä ja selittävät myös paljolti useimpien jaksollisen järjestelmän alkuaineiden ominaisuuksia. Isotoopin puoliintumisaika oli vain 320 päivää. Vertailun vuoksi: stabiileimman isotoopin Bk-247:n puoliintumisaika on 1380 vuotta ja lyhytikäisimmän Bk-245:n kaksi minuuttia ja 24 sekuntia. Tämä kiihdyttää raskaiden alkuaineiden elektroneja hyvin suuriin, suhteellisuusteorian mukaisiin hiukkasnopeuksiin ja orbitaalimuutoksiin. Sen sijaan se muistuttaa kemiallisesti keveämpiä aktinoideja ja siirtymämetalleja. nesson (Og, 118). Raskaan alkuaineen ytimellä on protoniensa johdosta suuri positiivinen sähkövaraus
Toiseksi tulokset pitää pyrkiä julkaisemaan mahdollisimman arvovaltaisissa julkaisusarjoissa. Emeritusprofessori kiittää sitä, että tieteentekijöiden ei ole tarvinnut maksaa koneiden käytöstä, vaikka tietojenkäsittelyyn on tehty kalliita investointeja. ominta alaani. ”Niin paljon kuin poliitikkoja aina tölvitäänkin, kansallisten tietojenkäsittelymahdollisuuksien kohdalla siihen ei ole syytä”, Pyykkö huomauttaa. Joitakin raskaiden alkuaineiden, kuten kaliforniumin, yhdisteitä pidetään myös lupaavina ydinjätteen varastomateriaaleina, koska ne vastustavat tehokkaasti ja vaurioitumatta säteilyä. Raskaimmissa alkuaineissa, yhdisteissä ja aineissa relativistisilla ilmiöllä on iso ja kevyemmissä vastaavasti pienempi vaikutus kemiallisiin rakenteisiin.” Ratkaisevat tietokoneet Pekka Pyykön manifestina on ollut, että kemistin pitää tehdä kunnollista työtä ja pyrkiä siihen, että hän kykenee kirjoittamaan urallaan jonkin katsausartikkelin arvostettuun Chemical Review -julkaisuun. Floridalaistutkijat hyödynsivät työssään useita kvanttikemiassa käytettyjä analyysimenetelmiä: kristallografiaa, UVja NMR-spektroskopiaa, näkyvän valon spektroskopiaa, magneettisen suskeptibiliteetin mittauksia, tiheysfunktionaaliteorian eli DFT:n mukaisia laskuja ja aaltomekaniikan yhtälöitä. ”Johtavaa kansakuntaa ei ole. Itse opin ohjelmoimaan, kun K. V. Elektronirakenteen muuttuessa myös berkeliumin kemialliset yhdisteet käyttäytyivät Hundin säännöstä ja Russel-Saundersin kytkennästä poiketen. Kirjoittaja on vapaa tiedetoimittaja. Kaksi jälkimmäistä sijaitsevat CSC:n uudessa datakeskuksessa, joka rakennettiin Kajaaniin vuonna 2013. Esimerkiksi yliopistot saivat veloituksetta käyttöönsä ensimmäisen supertietokoneen. Laurikainen hankki 1960-luvun alussa Turun yliopiston ja Åbo Akademin yhteiskäyttöön kaupallisen Wegematic-tietokoneen.” Vuonna 1973 Tieteen tietokonekeskuksen CSC:n edeltäjän käyttöön saatiin ensimmäinen Univac 1108. Sitä ovat seuranneet Louhi-, Murska-, Sisuja Taitosupertietokoneet. Kvanttikemisteille yksi asia on ollut ratkaiseva. ”Isoja koneita onkin käytetty laajasti, tehokkaasti ja paljon. ”En usko, että ennen tietokoneiden tuloa pystyttiin tekemään riittävän hyviä kvanttikemiallisia laskuja. jarmowallenius@hotmail.com. Tietokoneyhteydetkin ovat tehokkaat.” Pekka Pyykön mukaan kvanttikemialla on ollut alusta lähtien huomattavaa intellektuaalista, joskaan ei välitöntä taloudellista merkitystä. Vaikka tieteenalan juuret ovat Yhdysvalloissa, muutkin maat ovat astuneet esiin, ja mielenkiintoisia kokeita tehdään ympäri maailmaa. 1980-luvun lopulla keskukseen hankittiin ensimmäinen supertietokone, Cray X-MP. Åbo Akademissa Pyykön työtä jatkoi professori Matti Hotokka, mutta hänen jäätyään eläkkeelle virka on laitettu jäihin. Nykyisin koneiden saatavilla on Kajaanissa halpaa sähköä ja paljon kylmää vettä jäähdytystä varten. Sen sijaan ohjelmistoista valtaosa tulee nykyisin Saksasta.” Suomessa kvanttikemian tutkimusta tehdään Helsingin yliopiston lisäksi aktiivisesti Itä-Suomen, Oulun ja Jyväskylän yliopistoissa sekä Aaltoyliopistossa. 11 7/2017 KEMIA Bi ll La x/F SU Ph ot og ra ph y Se rv ice s Floridan yliopiston Thomas Albrecht-Schmittin vetämä tutkijaryhmä on erikoistunut uraania raskaampiin alkuaineisiin. Näin myös tekijä itse arvostaa omaa työtään
Kemistit ovat vuosikymmenten mittaan valmistaneet lukemattoman määrän yhdisteitä, joista moni on suunniteltu rakenteeltaan tavalla tai toisella bioaktiiviseksi. Vain murto-osalle mahdollisista kohteista – eliöiden genomien geeneistä tai solujen rakenteista – on kehitetty toimiva lääke. Monet kaupallisesti saatavilla olevat kemikaalikirjastot on jo käyty läpi. Osaa näistäkin yhdisteistä on toki testattu. Tulevasta kansallisesta kemikaalikirjastosta hyötyvät sekä kemistit, jotka saavat tietoa kehittämiensä yhdisteiden ennestään tuntemattomista bioaktiivisuuksista, että bioja lääketieteiden tutkijat, jotka voivat löytää kohdemolekyyleilleen sopivia inhibiittoreita tai aktivaattoreita. Heidi Virtanen heidi.virtanen@helsinki.fi Molekyylit kierrätykseen 7/2017 KEMIA 12. MAAILMAN terveysjärjestö WHO julkaisi keväällä listan 12 pahimmasta antibiooteille vastustuskykyisestä bakteerista. Uusia, ainutlaatuisia molekyyleja voi kuitenkin löytyä akateemisten tutkijoiden pöytälaatikoista. Näin saamme molekyylit kierrätykseen. Emme kuitenkaan ole tietoisia kaikista suomalaisista tutkimusryhmistä, joissa yhdisteitä syntetisoidaan tai uutetaan luonnonmateriaaleista. Kirjastoa on tarkoitus seuloa Suomen kansallisen Drug Discovery and Chemical Biology -verkoston tulevissa projekteissa, joissa etsitään bioaktiivisuuksia monenlaisille kohteille. TÄTÄ MIELTÄ Jo uk o Si ro Heidi Virtanen on biokemian tohtori ja tutkimuskoordinaattori, jonka työtä on lääkekehitys ja tutkimustiedon siirtäminen lääketieteen ja terveydenhuollon käyttöön. PIDEMMÄN tähtäimen suunnitelma on liittää Euroopan maiden kansalliset kirjastot osaksi akateemisen eurooppalaisen infrastruktuurihankkeen EU-OPENSCREENin kirjastoa. Siksi toivomme, että kaikki kansallisesta kemikaalikirjastosta kiinnostuneet henkilöt ottaisivat yhteyttä kirjoittajaan. Suoja-aika takaa, että käyttäjä ja yhdisteen syntetisoinut kemisti ehtivät karakterisoida löytämänsä bioaktiivisen yhdisteen perusteellisesti ja tehdä valmistelut patenttia tai julkaisua varten. Tulosten julkaisuun on mahdollisuus hakea viivettä. Yhteiseurooppalainen kirjasto on vasta valmisteluvaiheessa, mutta lähtökohtana on, että seulontojen tulokset julkistetaan. Monet ovat silti rahoituksen tai sopivien yhteistyökumppanien puutteessa jääneet vähäiselle testaukselle tai kokonaan testaamatta ja hautautuneet sitten kemistien kaappeihin ja pakastimiin. Aktivoivia tai estäviä yhdisteitä seulotaan valtavista kemikaalikirjastoista biologisilla kokeilla, joissa seurataan kohdemolekyylin tai -solun muuttumista tai toimintaa. Näin kertyvä tieto tulee kaikkien tutkijoiden saataville, ja myös yhteiskunta saa parhaan hyödyn tekemistään investoinneista. Julkaisun tarkoitus oli rohkaista tutkimuslaitoksia ja lääketeollisuutta kehittämään uusia antibiootteja, jotta bakteerit saadaan taltutettua. Monella muullakin lääketieteen alueella uusien lääkkeiden tarve on suuri. Myös esimerkiksi maataloudessa ja biotieteiden tutkimuksessa tarvitaan kipeästi uusia bioaktiivisia molekyyleja. HELSINGIN yliopiston farmasian tiedekunnan ja Suomen molekyylilääketieteen instituutin FIMMin johdolla rakennetaan parhaillaan kansallista kemikaalikirjastoa, jonne toivotaan tallennuksia maamme kemisteiltä. Lopulta löydetyt bioaktiiviset molekyylit päätyvät tutkimuksen, teollisuuden ja koko yhteiskunnan hyödyksi. BIOAKTIIVISIA molekyyleja etsitään nykyään seulontaperiaatteella. SUOMEN kansallista kirjastoa kokoava työryhmämme on jo ollut yhteydessä moniin kemisteihin, jotka ovat ilahduttavasti halunneet liittää kirjastoon omia yhdisteitään. Silloin seulontojen määrä moninkertaistuu, ja jokaisesta syntetisoidusta yhdisteestä saadaan irti mahdollisimman paljon tietoa. Käyttämätöntä potentiaalia on vielä paljon
Siellä hän suuntautui teknilliseen kemian ja kemian laitetekniikkaan. ”Äiti ei todellakaan tuupannut minua alalle”, Noora Kaisalo korostaa ja vakuuttaa tehneensä päätöksen tulevaisuudestaan ihan itse. Mutta ennen kuin nuoresta naisesta tuli kemianteekkari, hän oli jo pitkään ollut myös kilpakenttiä kiertänyt kalpamiekkailija. Helsingin yliopiston orgaanisen kemian opettajan Leena Kaisalon työympäristö oli oikeastaan aika tavallinen laboratorio. 14 KEMIA 7/2017 14 KEMIA 7/2017 VTT:n katalyyttiteknologian tiimin tutkija Noora Kaisalo on myös huippu-urheilija, joka on edustanut Suomea muun muassa kalpamiekkailun maailmanmestaruuskisoissa. Helsinkiläisteini löysi 15-vuotiaana tiensä Töölön Kisahalliin ja urheiluseura Miekka-Miehiin. Lukion jälkeen hän pyrki ja pääsi Aalto-yliopiston kemian tekniikan korkeakouluun. Alkeiskurssin KEM ISTIN kään töpuo li Sarjas sa esitell ään kem istien kakko samm atteja ja epäta vallisi a harra stuksi a.. Pienen ihmisen silmiin se kuitenkin näyttäytyi ihmeellisenä paikkana, joka sytytti tässä sammumattoman kipinän ja ikuisen kiinnostuksen tieteen maailmaan. Ainakin Noora Kaisalon tapauksessa kävi niin, että tytöstä tuli isompana intohimoinen tutkija ja yhtä intohimoinen miekkailija. Irene Andersson Mitä tapahtuu, kun pikkutyttö pääsee käymään kemistiäitinsä työpaikalla Helsingin yliopistossa ja lukee vähän myöhemmin Alexandre Dumas’n romanttisen seikkailuromaanin Kolme muskettisoturia ”hieman liian monta kertaa”. ”Lapsuuden labravierailuista lähtien minulla vain on ollut selkeä visio, että tahdon tehdä ammatikseni jotain kemiaan liittyvää.” Päättäväisenä luonteena Kaisalo myös toteutti visionsa
Kiihkeimpään aikaan miltei viikon jokainen ilta kului hallissa harjoittelemassa uusia otteita, liikkeitä ja askelia. ”En ole kemistiäidin alalle tuuppaama, vaan valitsin ammattini ihan itse”, Noora Kaisalo hymyilee. Pysyvän rakkaudesta teki kuitenkin kiehtovan urheilumuodon monipuolisuus. Taistelulajiin hurahtamisen taustalla vaikuttivat ainakin osittain ranskalaiskirjailijan legendaariset muskettisankarit ja näiden vauhdikas elämä hovijuonittelujen ja lemmenseikkailujen pyörteissä. ”Maailman huippumiekkailijoissa on urheilijoita nuorista keski-ikäisiin.” Miekkailulla lajina on niin pitkä historia, että se on ehtinyt kehittyä ja hioutua aivan omanlaisekseen. ”Hyökkäysten pitää olla nopeita, joten voimaa tarvitaan ennen kaikkea jalkoihin. Yksi on tosi nopea, toinen taktisesti parempi, joten lajissa voivat pärjätä hyvin erilaiset ihmiset”, Kaisalo kuvailee. Miekkailun termistö on laaja ja kieli yhä ranska. ”Pysähtyen kuolee, liikkuen elää” Miekkaileva kemisti tuntee kalvan ja katalyytit ”Pysähtyen kuolee, liikkuen elää” Miekkaileva kemisti tuntee kalvan ja katalyytit. Tärkeitä ovat myös voima ja hyvä kunto. Tutkija työnsä ääressä VTT:n prosessikoesalin valvomossa. Hyvällä tekniikalla voi korvata puutteita muissa asioissa. ”Miekkailu vaatii nopeutta, tekniikkaa ja taktiikkaa. Kilpailuissa on avuksi myös kestävyys.” Miekkailijoiden ikäskaala on moneen muuhun lajiin verrattuna hämmästyttävän suuri. Urheilumiekkailu sai nykyisen muotonsa Ranskassa Ludvig XIV:n eli Aurinkokuninkaan hovissa 1600luvulla. 15 7/2017 KEMIA 15 7/2017 KEMIA Mari-Leena Koskinen-Soivi suoritettuaan tyttö ryhtyi määrätietoisesti etenemään taidoissaan yhä pitemmälle
Uusia virikkeitä Ranskasta Vuonna 2007 Noora Kaisalo oli 20-vuotias ja kohonnut kalpamiekkailun kotimaiseen eliittiin. • Diplomi-insinööri 2012 ja tekniikan tohtori 2017, Aalto-yliopisto. Kaisalo joukkuetovereineen matkasi edustamaan Suomea ensin Belgian Gentiin, jossa kisattiin lajin Euroopan mestaruudesta, ja sitten Pietarissa järjestettyihin MM-kilpailuihin. Ranskalaistantereilla pärjääminen toi urheilijalle lisää itseluottamusta. Ranskassa hän onnistui yhdistämään molemmat intohimonsa. • Harrastaa miekkailun lisäksi lenkkeilyä ja omakotitalon remontointia. Lajin synnyinmaassa harjoitteluolosuhteet ja muutkin puitteet olivat kohdallaan. ”Kilpaileminenkin oli siellä toista. Kun urheileva teekkari sitten nappasi SM-kisoista myös henkilökohtaisen pronssin, hän sai nimityksen maajoukkueen jäseneksi. Suomalaisvaihtari nosti treeninsä uudelle tasolle ja myös kilpaili niin paljon kuin opinnoiltaan ehti. Taskuun alkoi ropista suomenmestaruusmitaleita lajin joukkuekilpailuista. • Asuu Vantaalla avopuolison ja koiran kanssa. Kaisalo oli jo ennen arvokisoja kiertänyt monet ulkomaiset kilpakentät ja innostunut niiden ilmapiiristä. 16 KEMIA 7/2017 Noora Kaisalo • Syntynyt Helsingissä vuonna 1986. Kilpailuissa kalvan kärki on yhdistetty sähköiseen merkkilaitteeseen, johon syttyy valo, kun ase osuu vastustajaan. Suomessa kansallisiin kalpakisoihin osallistuu tyypillisesti 20–30 henkeä, kun vastaavissa kilpailuissa Ranskassa on satakunta osallistujaa ja tosi hieno tunnelma”, Kaisalo kuvailee. • Ylioppilas 2005, Lauttasaaren yhteiskoulu. • Kalpamiekkailun SM-mitalisti. ”Enstassa oli tarjolla todella mielenkiintoisia uusiutuvan energian kursseja”, kertoo Kaisalo, joka innostui aiheesta heti. Pariisista löytyi myös tulevan kemistin omin alue. Pistoharjoitteluun voi vastustajan lisäksi käyttää myös seinän pistotyynyä. Edustanut Suomea miekkailun euroopanmestaruusja maailmanmestaruuskisoissa 2007. Noora Kaisalo harjoitussalissa. • Tutkijana Teknologian tutkimuskeskus VTT:ssä 2011–. Kaipuu suuremmille areenoille sai teekkarin lähtemään seuraavana vuonna vaihto-opiskelijaksi Pariisin maineikkaaseen teknilliseen yliopistoon Enstaan (Ecole nationale supérieure de techniques avancées). Tommi Kosunen Miekkailu vaatii nopeutta, tekniikkaa, taktiikkaa, voimaa ja kestävyyttä. Uusiutuva energia poiki myöhem
”Miekka on terävä ainoastaan silloin, jos se taistelun tuoksinassa katkeaa”, Kaisalo selventää. Taitolajissa lienee kuitenkin myös vaaransa. ”Sen sijaan tervan voi puhdistaa reformoimalla se kaasusta. Näin tervayhdisteet saadaan muutettua hiilimonoksidiksi ja vedyksi eli halutuksi synteesikaasuksi. ”Harjoitukset hiovat taitoja, mutta mikään ei vedä vertoja kilpailutilanteen fiilikselle, voittostrategian suunnittelulle ja jännitykselle. Ei valitettavasti voida. Mistä siis miekkailija tunnistaa miekkailijan. Lopputyön edellyttämät käytännön kokeet hän teki VTT:ssä, jossa samalla aukesi myös leipäpuu. Suurin riski lajissa onkin nilkan tai polven nyrjähdys. irene.andersson@pp.inet.fi. ”Kun biomassaa kaasutetaan, syntyy likaista kaasua. Hän näyttää kädestä pitäen, että kalvan pää on tylppä. ”Tämä tutkimushanke ei suoraan liity uusiutuvaan energiaan, mutta raskaan teollisuuden sivuvirroillekin voisi keksiä parempaa käyttöä kuin lämmöntuotanto, johon terästehtaan koksaamokaasu tällä haavaa menee.” Terva on kaasutusprosessissa turha tökötti, josta on päästävä eroon, sillä se sotkee ja tukkii laitteiston. Kirjoittaja on vapaa toimittaja. Kaasutuksessa kiinteä tai nestemäinen hiilipitoinen materiaali muutetaan kaasumaiseksi. Kaisalon väitöstyössä selvisi, että jos tervan määrää voidaan vähentää ennen reformeria, on mahdollista käyttää edullisempaa höyryreformointia. Erilainen koostumus johtuu kaasuttimen korkeasta lämpötilasta. Kemisti käy yhä harjoituksissa ja osallistuu silloin tällöin myös kilpailuihin. Jos näin käy, varusteet suojaavat mahdollisilta viilloilta. ”Ei välttämättä mistään noista”, Kaisalo nauraa ja poistuu hetkeksi vaihtamaan ylleen treeniasun. Tutkijan haaveena on, että hän voisi oman työnsä kautta ratkaista uusiutuvien energioiden teknologisia haasteita. ”Diplomityötä tehdessäni sain tuntuman siitä, mitä tekisin ammatikseni. Itse asiaa ehkä tiedostamatta hän askeltaa kuningatarmaisen ylväästi mutta samalla hyvin sulavasti ja joustavasti. Sellaisessa pätsissä muodostuva terva on seos bentseeniä, tolueenia, naftaleenia ja muita myrkyllisiä PAH-yhdisteitä. Biomassan kaasutus tapahtuu 800–950 celsiusasteen kuumuudessa. ”Biomassan kaasutuksessa muodostuva terva on koostumukseltaan eri asia kuin hautapoltossa syntyvä mäntyterva”, Kaisalo selittää. Tutkijoiden haasteena on tuottaa kaasusta katalyytin avulla puhdasta vetyä tai polttokennoille soveltuvaa polttoainetta. Työn alla olevista projekteista mielenkiintoisimpia on EU-hankkeen kohde, terästehdas, jonka koksaamo tuottaa hiilestä koksia raudanvalmistukseen. Taktikoivasta katseesta, rautaisista pohjelihaksista, upeasta ryhdistä vai kissamaisesta liikehdinnästä. Tutkimuksessaan hän paneutui muun muassa katalyyttien deaktivoitumiseen ja hiiltymiseen. Lajia hän ei silti ole hylännyt. Kaasun puhdistamisessa voitaisiin hyödyntää samaa reformointitekniikkaa, jota Kaisalo käsitteli väitöskirjassaan. Elokuussa 2017 Aalto-yliopistossa tarkastettiin Kaisalon väitöskirja. ”Uusien menetelmien käyttöönottoon tarvittaisiin kuitenkin lisää kehitysinvestointeja”, Kaisalo sanoo ja rohkaisee teollisia toimijoita lähtemään tutkimusprojekteihin mukaan. Lisäksi se painuu sisäänpäin kohdatessaan esteen. Juuri siitä voidaan valmistaa polttoaineita tai kemikaaleja.” Zorron miekka onkin tylsä Tätä nykyä enimmäkseen tutkijan valkoisessa takissa viihtyvä Noora Kaisalo on jo jättänyt huipputasolla miekkailun taakseen. Sivutuotteena syntyvästä koksaamokaasusta noin 60 prosenttia on vetyä, 20 prosenttia metaania ja loppu epäpuhtauksia, muun muassa tervayhdisteitä. Koira koiran tuntee, sanotaan. Itse näen mielessäni Zorron, johon vihollinen miekallaan osuu, ja kaunis Maria repäisee paidastaan suikaleen saadakseen siteen vuotavaan haavaan. Raskaan teollisuuden sivuvirrat hyötykäyttöön Noora Kaisalo kuuluu VTT:n katalyyttiteknologiatiimiin, jossa on kaikkiaan viitisentoista jäsentä. Nykyisessä höyry-kaasutuksessa hapen erottaminen ilmasta prosessia varten on kallista. Kaisaloa huvittaa yleinen harhaluulo miekan terävästä kärjestä. Se puhdistetaan katalyyttien avulla korkeassa lämpötilassa, minkä jälkeen siitä voidaan valmistaa vaikkapa dieseliä.” Kaisalon tutkimusaihe on diplomityöstä asti pysynyt periaatteessa samana, mutta VTT:ssä mukaan on sittemmin tullut myös polttoaineen käsittely polttokennoille soveltuvaksi. Se käsittelee tervan reformointia biomassan – esimerkiksi hakkuujätteen, kantojen, kuoren ja oksien – kaasutuskaasun puhdistuksessa. Viimeistään silloin huomaa, että tutkija on sisäistänyt vuodelta 1389 peräisin olevan Liechtenauerin miekkaopin ytimen ja laajentanut sen elämänohjeekseen: ”Joka on paikallaan, kuolee, joka liikkuu, elää”. 17 7/2017 KEMIA ”Haluan oman työni kautta ratkaista uusiutuvan energian teknologisia haasteita.” min aiheen myös diplomityöhön, jossa Kaisalo tutki höyryreformointikatalyyttien koksaantumista biomassan kaasutuksessa. ”Lisäksi tervan osuus on niin vähäinen, ettei sen erottaminen ole kannattavaa”, Kaisalo huomauttaa. Ne kiehtovat.” Hienoa lajissa on juuri se, että siinä voi kilpailla tosissaan ja tähdätä korkealle – tai harrastaa vain omaksi ilokseen ja kunnon ylläpitämiseksi. Samalla vahvistui, että tahdoin tutkia nimenomaan uusiutuvaa energiaa ja sen tuotantoa.” Vuonna 2011 VTT:n palkkalistoilla aloittaneen Kaisalon työ on jatkunut biomassan kaasutuksen parissa. Mutta eikö kaasutusprosessissa syntyvää tervaa voitaisi ottaa hyötykäyttöön samalla tavoin kuin tervahaudoissa tuotettavaa mustaa kultaa, joka on paanukattojen ja veneiden tervaajien kipeästi tarvitsema arvotuote
Prosessipalveluja massateollisuudelle Kemira ja prosessiteknologian ja automaatioratkaisujen toimittaja Valmet ovat sopineet yhteistyöstä. Se myös tukee tutkimusja kehittämisyhteistyötä matematiikan ja luonnontieteiden korkeakouluopetuksen sekä opettajankoulutuksen alalla. ”Suomessa Helsingin yliopiston kemianluokka Gadolin on toiminut pian kymmenen vuotta. Budjettiriihessä hallitus päätti suunnata tähän vielä viiden miljoonan euron lisärahoituksen”, GrahnLaasonen kertoo. Suunnitteilla on hänen mukaansa myös kansainvälisiä tiedeleirejä, joille osallistuisi opettajia ja tutkijoita sekä Suomesta että Kiinasta. Kemira satsaa öljyn talteenottoon Kemianyhtiö Kemira satsaa polymeereihin, joita hyödynnetään kemiallisesti tehostetussa öljyn talteenotossa. ”On hienoa, että Luma-osaamisen vahvistamista varten kehitetyt toimintamallit kiinnostavat kansainvälisesti ja mahdollistavat yhteistyön uusien kumppaneiden kanssa.” Riitta-Leena Inki He lsi ng in yli op ist o Professori Maija Aksela (pöydän ääressä) allekirjoittamassa sopimusta Lumayhteistyöstä Beijingissä 10. Yhtiö nostaa kehittämiensä polymeerien tuotantokapasiteettia Alankomaiden Botlekin tehtaassaan. ”Tämä toteuttaa käytännössä yliopiston strategian kansainvälisiä tavoitteita ja visioita”, Kola sanoo. Toteuttaa Helsingin yliopiston strategiaa Myös Helsingin yliopiston rehtorin, professori Jukka Kolan mielestä Luma-toiminnan vieminen kansainvälisille kentille on sekä tärkeää että hyödyllistä. Kiinalaiset haluavat Akselan mukaan kokeilla etenkin tiedeluokkatoimintaa. Yksi Luma-keskus Suomen tehtävistä on juuri kansainvälinen yhteistyö. Lisäkapasiteetti tulee käyttöön vuoden 2019 alussa. lokakuuta järjestettyyn sopimuksen allekirjoitustilaisuuteen osallistui yliopiston edustajien lisäksi opetusministeri Sanni Grahn-Laasonen. Kehitystyön tavoitteena on parantaa teollisuuden prosessien nopeutta, laatua, luotettavuutta ja ennustettavuutta. Tavoitteeseen pyritään edistämällä matalan hiilijalanjäljen lannoitteiden käyttöä ja täsmäviljelyteknologiaa. Maltaan hiilijalanjälkeä pienennetään Lannoitetuottaja Yara ja mallasvalmistaja Viking Malt aloittavat yhteistyön, jonka päämääränä on pienentää mallasohran hiilijalanjälkeä jopa neljänneksen. Suomalainen Luma-toiminta laajenee Kiinaan Helsingin yliopiston ja BNU:n tuoreen sopimuksen tavoitteena on tiivistää myös kumppanusten välistä tutkimusja kehittämisyhteistyötä sekä tiedeja teknologiakasvatuksen tutkijanvaihtoa. Hankkeessa seurataan ensin ohrantuotannon hiilijalanjälkeä ja siihen vaikuttavia toimenpiteitä verrokkitiloilla ja annetaan sitten kaikille Vikingin pohjoismaisille sopimusviljelijöille suositukset oikeista käytännöistä.. Sopimus kattaa digitaalisten sovellusten ja palvelujen kehittämisen massaja paperiteollisuuden asiakkaille. Luma-keskus Suomi on kansainvälisesti ainutlaatuinen tiedekasvatusverkosto, jossa ovat mukana kaikki maan yliopistot ja useat yliopistokeskukset. Beijingissä 10. Kiinan Luma-keskus yhdistää suomalaisen esikuvansa mukaan varhaiskasvatuksen, koulun, vanhemmat ja elinkeinoelämän. Investoinnin arvo on noin 30 miljoonaa euroa. lokakuuta järjestetyssä tilaisuudessa. Se ja kaksitoista muuta tiedeluokkaa ovat osoittautuneet erinomaisiksi paikoiksi kehittää uusia pedagogisia innovaatioita kokeelliseen opetukseen”, Aksela kertoo. ”Ensimmäinen ulkomaille syntyvä Luma-keskus on siinä merkittävä päänavaus”, kuvailee Luma-keskus Suomen johtaja, professori Maija Aksela Helsingin yliopiston kemian laitoksesta. ”Luonnontieteiden ja matematiikan osaamisen vahvistaminen on yksi koulutuspolitiikkamme painopisteistä. 18 KEMIA 7/2017 UUTISIA Kiinan pääkaupungissa toimivaan BNU-yliopistoon (Beijing Normal University) perustetaan Luma-keskus, joka ottaa mallia Luma-keskus Suomi -verkostosta
Reagenan pikatesti on maailman ensimmäinen tarkoitukseensa kehitetty ja yhtä luotettava kuin keskuslaboratorioissa tehtävät testit. Reagena on kehittänyt maailman ensimmäisen pikatestin myös puumalaviruksen aiheuttaman myyräkuumeen tunnistamiseen. Reagenan pikatestille kansainvälinen palkinto LINTUJA, PISAROITA Palsta esittelee Ilkka Pollarin lyhytrunoja. Kokonaispalvelupaketti samalta toimittajalta Modulaarinen ja kompakti FLOWROX PUMPPAUSJÄRJESTELMÄ TM Parempi toiminnallinen turvallisuus integroidun järjestelmän avulla. Suomalaistesti sai tunnustuksen jo kaupallistettuna eläinvälitteisten tautien diagnostiikan innovaationa. Optimaalinen erityisesti hankalien ja vaativien kemikaalien annosteluun. lokakuuta järjestetyssä Excellence in Best Practices -tapahtumassa. Matalat kunnossapitoja huoltokustannukset . Pikatestin tulos saadaan 20 minuutissa, kun laboratorioiden testituloksia joudutaan odottamaan useita päiviä. Kytke ja käynnistä! Katso videokli ppi Pääkonttori, Lappeenranta Puh. 020 787 1570 sales.service@flowrox.com info@laboline.fi • (09) 877 0080 www.laboline.fi Asiantuntemuksella on nimi. Suomalaisen diagnostiikkayrityksen Reagenan kehittämä pikatesti puutiaisaivokuumeen tunnistamiseen on saanut kansainvälistä tunnustusta. Kalligrafia Yoko Kobayashi-Stjerna. 020 111 3311 sales@flowrox.com SIN CE 1977 F L O W R O X.C O M Pumppuhuolto, Kouvola Puh. kivi putoaa piirtää iltataivaalle toivonkipinän. Frost & Sullivan palkitsi tuotteen Vuoden 2017 uutuutena Lontoossa 23. Puutiaisaivokuume on virusinfektio, joka tarttuu punkin puremasta. Bioteknologian menetelmiä hyödyntävä siilinjärveläisyritys on erikoistunut terveysteknologiaan ja kemianteollisuuteen. Varmistaa tarkan ja toistettavan virtauksen . Palkitsija nimeää Reagenan zoonoosidiagnostiikan pioneeriksi ja johtavaksi toimijaksi hantavirusten pikadiagnostiikassa. Pumppausyksikkö yksinkertaisella tehdaskytkennällä . www.flowrox.com info@flowrox.com
20 KEMIA 7/2017 filosofiaan. Orionissa tarve muutokseen lähti muun muassa globaalin lääkealan kasvavista kustannuspaineista. marraskuuta. Lisäksi alan lisääntyvä sääntely nostaa yrityksen kustannuksia”, taustoittaa yhtiön Head of Business IM Olli Voima. Kilpailussa palkitaan pieniä ja keskisuuria eurooppalaisia yrityksiä niiden tuottamista hyödyistä yhteiskunnalle ja Euroopan taloudelle. Suomalaisyhtiössä nähtiin, että pysyminen mukana kansainvälisessä kilpailussa edellyttää jatkuvaa kehittymistä. Nightingale taas ehdolla huippupalkinnolle Ad am Sc hu ltz /M IT So lve Orion palkittiin vuoden Lean-teosta Suomalaisyrityksen analyysimenetelmän avulla voidaan ennakoida sairauksia jopa vuosia ennen niiden puhkeamista. Nightingale valittiin maaliskuussa 2017 yhdeksi voittajaksi maineikkaan MIT-yliopiston (Massachusetts Institute of Technology) Solve-keksintökilpailussa, jossa etsittiin globaaleja ratkaisuja kroonisiin sairauksiin. Lääkeyhtiö Orion on saanut Vuoden Lean-teko -palkinnon. Siinä pyritään lisäämään yrityksen tehokkuutta poistamalla hukkaa eli arvoa tuottamatonta työtä ja luomalla itseään kehittävä organisaatio. Muutos koskee niin laboratorioita, tutkimusta, toimistoja tehdastyötä kuin johtamistakin. Voittajat julkistetaan 22. ”Uskomme, että teknologiamme tuo perusterveydenhuoltoon nykyistä parempia työkaluja kroonisten sairauksien, kuten diabeteksen ja sydänja verisuonitautien ennaltaehkäisyyn”, sanoo Nightingalen toimitusjohtaja Teemu Suna. Kattavan verianalytiikkamenetelmän kehittänyt Nightingale esittelee teknologiaansa Euroopan parlamentissa järjestettävässä tilaisuudessa. Palkinto myönnetään suomalaisyritykselle, joka on toteuttanut toiminnassaan menestyksekkäästi Lean-ajattelua. Lean-ajattelu pohjaa japanilaisen autonvalmistajan Toyotan tuotantoRo be rt Ör th en /O rio n Orionin Leantyössä on mukana koko henkilöstö laboratorioista ja tutkimuksesta tuotantoon ja johtoon asti. Siksi uskoimme, että tämä voisi olla ’toimiva lääke’ koko talossa.” UUTISIA Suomalainen Nightingale Health on valittu ehdolle Euroopan innovatiivisimmaksi bioteknologia-alan pkyritykseksi terveydenhuollon kategoriassa. The Most Innovative European Biotech SME Award -kilpailun järjestää maanosan bioteollisuuden keskusjärjestö EuropaBio. ”Lisäksi toimitusketjussa jo toteutetuista Lean-hankkeista oli saatu hyviä tuloksia. Orion käynnisti viime vuonna konNightingalen toimitusjohtaja Teemu Suna vastaanotti MIT:n keksintökilpailun palkinnon YK:n päämajassa New Yorkissa viime keväänä.. Tunnustuksen jakaa Suomen Leanyhdistys. ”Suhteellisen suoraviivaisesti löydettävät lääkemolekyylit on jo löydetty, joten lääketutkimus ja -kehitys on koko ajan kalliimpaa. serninlaajuisen muutoksen, jossa yhtiön koko henkilöstö osallistetaan jatkuvan parantamisen kulttuuriin