Materiaalien kehittämiseen poikkitieteellistä yhteistyötä

13.6.2006

Eri luonnontieteiden ja tekniikan alojen poikkitieteellisellä yhteistyöllä on materiaaleissa odotettavissa tulevaisuudessa merkittäviä tieteellisiä ja teknologisia saavutuksia. Tätä mieltä on Suomen Akatemian ja Tekesin FinnSight 2015 -ennakointihankkeen materiaaleja käsitellyt asiantuntijapaneeli.

Materiaali-paneeli nosti kaksitoista aluetta tulevaisuuden osaamisalueiksi, alueiksi, joihin tulisi panostaa:

teknologiansiirto, innovaatioketjut ja –prosessit
painettava elektroniikka
uudet pintatekniikat
puun, biomassan ja uusiutuvien raaka-aineiden monipuolinen ja korkeatasoinen hyödyntäminen
kustannustehokkaat, ympäristöystävälliset terästuotteet
biomimeettiset materiaalit
uudet hiilimateriaalit
poikkitieteelliset ja -teknologiset sovellukset terveysteknologiassa
fotoniikan materiaalikehitys
elektroniikan materiaalikehitys
biomateriaalit ja bioaktiiviset materiaalit 
polymeerien hallittu synteesi.
Poikkiteknologisessa lähestymistavassa tarvitaan osaamista fysiikassa, kemiassa, biomateriaaleissa, elektroniikassa, viestinnässä, ohjelmoinnissa, automatiikassa, lääketieteessä ja biologiassa. Paneeli peräänkuuluttaa poikkitieteellistä yhteistyötä myös laajemmassa mielessä: esimerkiksi yhdistämällä materiaalitutkimus ja tuotekehitys muotoiluun ja kulttuuriosaamiseen.
 
Materiaalien tulevaisuuteen keskittyneen paneelin aihepiiri kattoi jo kehitettyjen materiaalien hyödyntämisen uusilla sovellusalueilla sekä uusien materiaalien kehittämis- ja hyödyntämismahdollisuudet. Kyse oli esimerkiksi nanoteknologiasta, monista kemian osa-alueista sekä uusien materiaalien valmistamisessa tarvittavista tuotantoteknologioista.
 
Paneelin puheenjohtajat professori Hilkka Knuuttila Borealis Polymers Oy:stä ja Joensuun yliopistosta sekä professori Päivi Törmä Jyväskylän yliopistosta korostavat, että materiaalituotannon tulevaisuus riippuu pitkälti siitä, kuinka hyvin Suomi onnistuu vahvistamaan niitä osaamisalueita, joilla on saavutettavissa vahvin kilpailuetu. Materiaalituotannon osaamisalueita on hyvin monia. Osa on suhteellisen varmalla pohjalla, osa perustutkimusvaiheessa olevaa ja mahdollisesti aivan uusia tuotteita synnyttävää tutkimusta.
 
Paneeli nosti tärkeiksi painopisteiksi muun muassa pintatekniikat ja painettavan elektroniikan sekä puun ja biomassan monipuolisen ja korkeatasoisen hyödyntämisen. Teknologiasiirto on oma osaamisalueensa, joka liittyy kaikkien muiden innovaatioketjujen kehittämiseen. Teknologiasiirtoa tulisi parantaa ainakin rahoitusrakennetta uudistamalla, koko toimijaketjun yhteistyötä tiivistämällä sekä teknologiansiirron ammattilaisia kouluttamalla. Koko materiaalituotantoon liittyy tarve panostaa mallinnukseen, erityisesti mallintamisen ja valmistamisen saumattomaan yhteistyöhön.

Painettavaa elektroniikkaa ja pintakäsittelyä
Paneeli ennakoi materiaalin älykkyyttä ja toiminnallisuutta. Painettavassa elektroniikassa voidaan yhdistää Suomen vahvojen teollisuusalojen – elektroniikan ja paperin – osaamista ja pääomia sekä saavuttaa merkittävä asema erilaisissa sovelluksissa. Painettavassa elektroniikassa käytetään materiaaleja, joiden toivotut sähköiset ominaisuudet voidaan painaa erilaisille pinnoille. Mahdollisia sovelluksia ovat päivittäistavarapakkaukset, tuoteselostukset ja elektroninen näyttö.
 
Pintatekniikan ja -käsittelyjen merkitys kasvaa nopeasti. Tieto lisääntyy seuraavan kymmenen vuoden aikana esimerkiksi likaantumattomien, itsevoitelevien, antibakteeristen ja älykkäiden pintojen kehityksessä. Uudet pintatekniikat tuovat entistä parempia ominaisuuksia tai niiden avulla voidaan luoda tuotteisiin kokonaan uutta toiminnallisuutta. Toiminnallisuus tarkoittaa esimerkiksi materiaalin reagointia lämpötilan muutokseen. Nanoteknologialta odotetaan paljon.
 
Itsekorjautuvien pintojen kehittäminen avaa uusia näköaloja tuotteiden elinkaariajatteluun. Materiaaleilta halutaan uudenlaisten ominaisuuksien lisäksi ympäristöystävällisyyttä, kierrätettävyyttä ja materiaalisäästöjä.
 
Hyvin kiinnostavia osaamisalueita voivat olla uudet hiilimateriaalit ja biomateriaalit. Paneelin mielestä Suomi voi hyötyä niiden alojen kehityksestä valitsemalla sopivat markkinaraot.
 
Hiilimateriaaleissa Suomen ei kannata enää lähteä tekemään laajaa perustutkimusta, mutta alan seuraaminen ja tarkoin kohdennettu panostus tutkimukseen on tärkeää. Biomateriaalien kehityksessä yhdistyvät sekä monitieteellisyys että biohajoavuus. Paneeli nostaa aivan uutena tutkimusalana esille biomateriaalien lisäksi biomimeettiset materiaalit, joissa pyritään jäljittelemään biologisten materiaalien toiminnallisuutta.  Kehitys vaatii Suomessa kohteiden tarkkaa valikointia ja julkista tutkimusrahoitusta.
 
Lisätietoja: professori Hilkka Knuuttila, Borealis Polymers Oy ja Joensuun yliopisto, hilkka.knuuttila (at) joensuu.fi, p. (013) 251 3350, ä050-412 9123, sekä professori Päivi Törmä, Jyväskylän yliopisto, paivi.torma (at) phys.jyu.fi, p. (014) 260 2384, 050-382 6770. Materiaalit -paneelin tulokset ilmenevät FinnSight 2015 –tiivistelmästä ja raportista, jotka löytyvät verkkosivulta www.finnsight2015.fi

Suomen Akatemian viestintä
Maj-Lis Tanner
Viestintäjohtaja
maj-lis.tanner (at) aka.fi
p. (09) 7748 8347, 040 729 6736
 Tekesin viestintä
Anne Palkamo
Viestintäjohtaja
anne.palkamo (at) tekes.fi
p. 010 60 55710, 050 5577 710