Innovatiiviset materiaalit ja teknologiat muuttavat maailmaa

Uudenlaisia ratkaisuja pyritään etsimään tulevaisuuden materiaaleiksi, ja niiden jalostamista yhteiskuntaa hyödyttäviksi teknologioiksi edistetään. Tavoite on vastata kasvaviin globaaleihin haasteisiin ja rakentaa kestävämpää, älykkäämpää ja turvallisempaa tulevaisuutta.

Edistyneet materiaalit ja teknologiat kestävän tulevaisuuden rakentajina

Tutkimuksella kehitetään edistyneitä materiaaleja ja teknologioita, jotka tukevat kestävää kehitystä ja rakentavat pohjaa tulevaisuuden ratkaisuille.

Matemaattis-luonnontieteellisess tiedekunnassa tutkitaan ja kehitetään uuden sukupolven materiaaleja, jotka ovat kestäviä, tehokkaita ja monipuolisesti hyödynnettävissä eri teollisuudenaloilla. Tutkimuksessa keskitytään erityisesti biopohjaisiin, kierrätettäviin ja energiatehokkaisiin materiaaleihin, jotka vähentävät ympäristövaikutuksia ja tukevat kiertotalouden periaatteita. Materiaalitutkimus luo perustaa ratkaisuille, jotka parantavat tuotteiden suorituskykyä ja pidentävät niiden elinkaarta samalla, kun ne vastaavat yhteiskunnan kasvaviin kestävyyshaasteisiin.

Lisäksi tutkijat kehittävät teknologioita, jotka hyödyntävät uusimpia tieteellisiä läpimurtoja ja muuttavat ne käytännön sovelluksiksi. Tutkimus kattaa esimerkiksi älykkäät materiaalit, sensoriteknologiat, kvanttiteknologian ratkaisut, automatisoidut prosessit ja datalähtöiset ratkaisut. Tavoitteenamme on luoda teknologioita, jotka lisäävät tehokkuutta, turvallisuutta ja kestävyyttä sekä tarjoavat uusia mahdollisuuksia teollisuudelle ja yhteiskunnalle. Edistyneet teknologiaratkaisut mahdollistavat innovaatioiden skaalautumisen ja niiden hyödyntämisen tulevaisuuden tuotteissa ja palveluissa.

puhdashuone — Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksessa biologit, kemistit ja fyysikot tutkivat yhdessä luonnonilmiöitä nanomittakaavassa.

Tutkimus suuntautuu esimerkiksi seuraaville alueille

Varpu Marjomäki ja Liu Jun — Bio- ja ympäristötieteiden laitoksella tehdään yritysyhteistyötä, jonka tavoitteena on kehittää turvallisia pintamateriaaleja, jotka vähentävät virusten ja bakteerien leviämistä.

Nanotiede mahdollistaa täysin uudenlaiset edistyneet materiaalit ja teknologiat, joissa rakenteita ja ominaisuuksia voidaan hallita atomitasolta lähtien. Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksessa biologit, kemistit ja fyysikot tutkivat yhdessä nanomittakaavan ilmiöitä kehittäen ratkaisuja aina terveydenhuollon sovelluksista kestävän yhteiskunnan teknologioihin.

Bio- ja ympäristötieteiden laitoksella kehitetään esimerkiksi biopohjaisia ja turvallisia materiaaleja, joita voidaan hyödyntää esimerkiksi virusinfektioiden torjunnassa. Työn keskiössä ovat mm. biopohjaiset antiviraalit, jotka estävät virusten leviämistä. Tutkimuksessa hyödynnetään Suomen metsäluonnosta saatavia raaka-aineita, jotka tuhoavat viruksia sekä pinnoilta että iholta.

Tutkijat kehittävät esimerkiksi grafeeniin perustuvaa nanokokoista rajapintalaitetta hermojen ja koneiden välille, jotta signaalit kulkevat eteenpäin esimerkiksi robottikädelle tai vaurioituneelle lihakselle. Tavoitteena on kehittää mahdollistava teknologia robottimaiselle proteesille, mikä pystyisi tuntemaan kosketuksen ja lämmön kuten alkuperäinenkin raaja.

Tutustu nanotiedekeskuksen tutkimukseen

Vetytutkimus avaa uusia mahdollisuuksia kestävään energiantuotantoon, ja sen edistäminen nojaa vahvasti edistyneisiin materiaaleihin ja huipputeknologioihin. Jyväskylän yliopiston vetytutkimus rakentuu useisiin toisiaan täydentäviin tutkimusalueisiin, jotka kattavat vedyn tuotantoon, materiaalitutkimukseen ja varastointiin liittyviä kysymyksiä.

Kemian laitoksen kehittämillä 3D-printatuilla suodattimilla voidaan ottaa talteen monenlaisia harvinaisia raaka-aineita esimerkiksi maametalleja. Esimerkiksi kriittiset metallit, kuten koboltti ja neodyymi, saadaan talteen jätejakeista käyttämällä kyseistä teknologiaa. Tämä teknologia tarjoaa valmiudet erottaa valikoivasti kriittiset ja kaupallisesti arvokkaat metallit, joita voi hyöty käyttää uudestaan

Myös kemian laitoksen massaspektrometri luo erinomaiset puitteet tutkia monimutkaisia seoksia ja selvittää mitä arvoaineita alkutuotannon ja elintarviketeollisuuden sivuvirrat sisältävät.

Jyväskylän yliopiston tutkimuksessa keskitytään kvanttimekaanisten ilmiöiden syvälliseen ymmärtämiseen ja hyödyntämiseen laitteiden kehittämisessä esimerkiksi piimateriaaleihin ja suprajohtaviin rakenteisiin perustuen. Tutkimus yhdistää kokeellisia ja teoreettisia lähestymistapoja, mikä mahdollistaa ilmiöiden tarkastelun useasta näkökulmasta ja niiden tehokkaan hyödyntämisen käytännön sovelluksissa.

Keskeisenä tavoitteena on hyödyntää kvanttimekaanisia ja sähkömagneettisia ominaisuuksia aineen nanomittakaavassa uusien, räätälöityjä ominaisuuksia omaavien materiaalien suunnittelussa ja valmistuksessa. Laskennallinen nanotiede toimii tässä työssä keskeisenä välineenä tarjoten syvällistä ymmärrystä nanosysteemien toiminnasta, samalla kun kiihdytinpohjaiset menetelmät tarjoavat edistyneitä työkaluja materiaalien analysointiin ja kehittämiseen.

Tavoitteena on edistää teknologioita, jotka voivat parantaa mittaustarkkuutta ja energiatehokkuutta sekä luoda pohjaa tulevaisuuden kvanttilaskennalle. Tutkimus yhdistää perustutkimuksen ja soveltavan näkökulman, ja sitä tehdään tiiviissä yhteistyössä kansainvälisten kumppaneiden sekä yritysten kanssa, jotta kvanttiteknologian potentiaali voidaan muuntaa käytännön ratkaisuiksi.

Tutkimuksen yhteistyö auttaa hallitsemaan uusia turvallisuusuhkia

Globalisaatio, kiertotalous, viruspandemiat sekä teknologian nopea kehitys luovat uusia, entistä monimutkaisempia turvallisuusriskejä, joita ei voi ratkaista yksittäisillä keinoilla. Yhteistyöllä näitä uhkia voidaan tunnistaa, ennakoida ja hallita, kun yhdistetään eri tieteenalojen osaamista, tutkimustietoa ja käytännön ratkaisuja. Tavoitteena on ihmisten terveyden, ympäristön ja yhteiskunnan kriittisten toimintojen suojaaminen.

Lue tiedote