Tartu füüsikud meisterdavad grafeenist tehisnina ({{commentsTotal}})

Grafeeni struktuur.
Grafeeni struktuur. Autor/allikas: AlexanderAlUS/Wikimedia Commons

Tartu ülikooli füüsikud töötavad välja grafeenil põhinevat tehisnina, mis võiks hoiatada inimesi tulevikus näiteks õhusaaste või füüsilise ülepingutuse eest.

Hommikul ärkamisjärgset kohvi juues teatab teie kohvitass, et täna on soovitatav töötada kodus või äärmisel juhul kulgeda tööle mööda tavapärasest tunduvalt pikemat aedlinna läbivat marsruuti, mis kuvatakse samal hetkel köögiseinale. Teavituse põhjus on lähitundideks prognoositud välisõhu halb kvaliteet ja asjaolu, et teid on viimase kuu jooksul ümbritsenud suurem hulk õhusaasteaineid kui tavaliselt. Sellist personaalset õhusaastedoosi oleks võimalik määrata, kui meie kaasaskantavad nutiseadmed sisaldaksid õhu saastegaaside ja peenosakeste sensoreid. Miks see nii ei ole? Vastus on lihtne: tänapäeva sensorid ei ole piisava täpsusega, piisavalt väikesed ja samal ajal energiasäästlikud.

Tartu ülikooli füüsika instituudi sensortehnoloogiate töörühma juht Raivo Jaaniso kirjutab novembri-detsembri Horisondis, et Euroopa Liidu suurprojekti Graphene Flagship raames on tema töörühmas sihiks seatud just sellise grafeenil põhineva sensorkiibi väljatöötamine. Esmane eesmärk on seejuures õhu kvaliteeti jälgiva nina loomine. Selleks tuleb leida optimaalsed tingimused erinevate elementide funktsionaliseerimiseks ning, et ninasid toota kiiresti ja odavalt, tagada kõigi elementide valmistamine ühtses tehnoloogilises protsessis.

Inimest ümbritseva keskkonna jälgimine ja (välis)õhu eest hoiatamine pole aga elektroonse nina ainuke võimalik rakendus. Põhimõtteliselt saab sarnase tehnoloogiaga jälgida inimese hingeõhust pärinevaid või nahalt lenduvaid ühendeid ja seeläbi hinnata tema tervislikku seisundit. Kuna seda on võimalik teha pidevalt, rääkimata aeganõudvate või invasiivsete protseduuride läbimisest, võib see viia murrangulistele rakendustele meditsiinilises diagnostikas. Olles pidevalt oma nutiseadme jälgimise all, saame haigusi tuvastada nende väga varases staadiumis. Sisuliselt osaleme nii pidevalt toimuvates sõeluuringutes, mille hulk sõltub tehisnina keerukusest.

Rakendusi oleks teisigi – näiteks võib nutiseadme nina hoiatada ülepingutuse eest või ka lihtsalt tuvastada konkreetse inimese tema lõhna kaudu. Elektrooniliste ninadega on tehtud ka pilootuuringuid varases staadiumis vähi diagnoosimiseks. Tuleb aga rõhutada, et tegemist on esialgsete laborikatsetega. Et tuvastamist vajavaid ühendeid võib olla palju (kuni sadu kordi) rohkem kui saastegaase meid ümbritsevas õhus, siis tuleb kasutada suhteliselt suurt elementide arvu töötlevat/käsitlevat keerukat elektroonilist nina.

Olemasolevate kunstninade parameetrid (elementide arv, tundlikkus, stabiilsus, hind, mõõtmed) pole veel kaugeltki piisavad reaalseks meditsiiniliseks kasutuseks ega nn patsiendi lähiuuringuteks (ingl point-of-care testing) nutiseadme abil. Põhimõtteliselt võiks aga selline nina mahtuda kaasaskantavasse väikeseadmesse ning see ongi nano- ja mikrosensorite arendajatele tulevikus suureks väljakutseks.

Kuidas täpsemalt grafeenist tehisnina „nuusutada“ oskab? Seda saab lugeda novembri-detsembri Horisondis ilmunud Tartu ülikooli füüsika instituudi vanemteaduri Raivo Jaaniso loost „Ninaga nutiseadmed“.

Toimetaja: Jaan-Juhan Oidermaa



Õpilaste teadusajakirjas Akadeemiake on teadlaste range eelretsenseerimise läbinud kaheksa värsket õpilasteuurimust. Akadeemiakese toimetus tegi koos ERR Novaatoriga kolmest tööst kokkuvõtted.
Taimetarkus
Karulauk.Karulauk.
Laansoo: inimeste taimeteadlikkus võiks olla kõrgem

Botaanik Urmas Laansoo sõnul on viimastel aastatel kasvanud ravim- ja metsataimede populaarsus, kuid inimeste teadlikkus pole menukusele järele jõudnud. Sestap leiab Laansoo, et korilusentusiastid peaksid tegema rohkem kodutööd enne kui metsast tundmatu leht või õis koju tuuakse. 

Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.Ravimtaimena tuntud nõgesest saab matka tarbeks ka hea köie.

Etnobotaanik: rahvas on ikka leidnud taimedele nutikaid kasutusviise

Etnobotaanik Raivo Kalle nendib, et meie eelkäijad on olnud taimeriigiga rohkem ühenduses ja leidnud kõigile metsasaadustele rakendust. Samas on teadlase hinnangul viimastel aastatel taimeteadlikkus kasvanud, mistõttu on ka linnainimesed taastamas sidet loodusega. 

Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.Igal kevadel ja sügisel lisatakse katsealale umbes 25 ämbritäit (250 kg) suhkrut.
Taimede dieedil hoidmiseks kulub igal aastal 500 kilogrammi suhkrut

Tartu ülikooli botaanika osakonnas on kaks päeva aastas – üks mais ja teine septembris – suhkrupäevad. Juba 15 aastat järjest suunduvad teadurid ja tudengid nendel päevadel Põlvamaale Ahja jõe äärsele niidule, kaasas umbes 250 kilogrammi suhkrut. 

Valge-toonekure pesas kasvab lennuvõimeliseks enamasti kaks või kolm poega.Valge-toonekure pesas kasvab lennuvõimeliseks enamasti kaks või kolm poega.
Valge-toonekure õvede sõbralikkus seab pesakonna kärpimise vanemate õlule

Miks linnud oma poegi tapavad, selgitas hiljuti ERR Novaatoris ja Zooloogid 2.0 ajaveebis Tartu ülikooli zooloog, Arizona ülikoolis järeldoktorantuuris resideeruv Tuul Sepp. See pani tema Eesti kolleegi, Marko Mägi, küsima, kuidas see asi toonekurgedel käib. 

Vaktsineerimine.Vaktsineerimine.
Õiguskantslerile teeb muret Eesti laste vaktsineerituse tase

Vaktsineeritusega hõlmatus väheneb Eestis aasta-aastalt, mistõttu võiks riigikogu õiguskantsleri hinnangul kaaluda meetmeid, kuidas saavutada kõrgemat vaktsineerimisega hõlmatuse taset.

Mesilane.Mesilane.
Tööstuse rahastatud suuruuring seob mesilaste huku tuntud putukamürkidega

Maailmas laialdaselt taimekahjurite tõrjumiseks kasutatavad putukamürgid kasvatavad mesilaste suremust ja vähendavad nende paljunemisedukust, kinnitavad kaks suuruuringut. Ühendite keelustamist pidurdab alternatiivide nappus, mõju mitmetahulisus ja keemiaettevõtete lobitöö.