Osa soolasid püsib toatemperatuuril vedelas olekus. Sääraseid vedelaid soolasid nimetatakse ioonseteks vedelikeks ning nad paistavad silma mitmete eriliste omaduste poolest: nad on hea ioonjuhtivusega, taluvad hästi ekstreemseid temperatuure, nad on suhteliselt viskoossed ning praktiliselt ei aura. Ainus probleem — vähemalt rakenduslikust vaatevinklist — on asjaolu, et nad on vedelad.

Tartu ülikooli füüsika instituudis eelmisel aastal kaitstud doktoritöös leidis Raul Välbe aga võimaluse ioonsete vedelike ühendamiseks tahketesse stuktuuridesse nõnda, et vedelike spetsiifilised omadused säilivad ning püsivad stabiilsena.

“Põhimõtteliselt ühendasime spetsiaalsed keemiliselt funktsionaliseeritud ioonsed vedelikud ja metalli alkoksiidid, kasutades sool-geel meetodit. Saime ionogeeli,” kirjeldab Välbe. Alkoksiidid on eraldi ainegrupp orgaanilises keemias, milles hüdroksüülrühma vesinik on asendatud metalli aatomiga.

Ioonse vedeliku ja alkoksiidi ühendamisel saadud ionogeeli on juba omakorda võimalik õhukese pinnakattena kanda tahkele ainele, näiteks puuvillale. Õigupoolest on tegu ionogeeli ja puuvilla keemilise ühendamisega, mis tähendab, et kaitsekiht jääb püsima ka pärast tekstiili mitmekordset pesemist. Ioonne vedelik toimib sideainena, mis väldib tavalisel sool-geel meetodil valmistatavate pinnakatete iseloomulikku pragunemist.

“Sool-geel meetodit on teaduslikult tekstiilitööstuses uuritud palju. Sool-geel meetodil saadud pinnakatted parandavad tekstiili omadusi, näiteks tõmbetugevuse, tulekindluse, UV-kindluse ja hüdrofoobsuse suhtes. Kuid probleem seisneb selles, et kui niisugust tekstiili kasvõi pesumasinas pesta, siis tuleb kaitsekiht maha,” kirjeldab Välbe. Ionogeeli puuvillale kandmine andis aga tulemuseks väga ühtlase kaitsekile. See kulub tekstiililt maha alles siis, kui tekstiil ise ära kulub, pesemine kaitsekihti ei kahjusta.

“Kui sel moel tekstiili funktsionaliseerida näiteks titaanoksiidiga, siis saaksime väga vastupidava UV-kindla riide. Puuvilla on selle meetodi abil võimalik muuta vettpidavaks, praktiliselt absoluutselt hüdrofoobseks,” kirjeldab Välbe uue meetodi rakendusvõimalusi.

Ioonne vedelik on ise ioonjuht ning kui lisada juhtivust veelgi võimendavaid komponente, siis on tulemuseks elektrostaatiline riie, mida näiteks sõjatehnikas saaks kasutada elektromagnetkiirguse summutamiseks. Sellisesse riidesse mässitud mobiiltelefonile ei saaks helistada.

“Teaduslikus mõttes pagana äge asi, aga see on veel kallis, ei kannata tootmist,” tunnistab Välbe. Küll on aga doktoritööst välja kasvanud ülikooli ja ettevõtte vaheline koostöö ning tootmisküpseks saamas teine doktoritööst koorunud vili — meetod nanoosakeste sünteesiks ja ühtlaseks jaotamiseks ioonses vedelikus.

“Meil õnnestus sünteesida oksiidseid nanoosakesi, mis püsivad ioonses vedelikus stabiilsena ja ei aglomereeru. Selline aine toimib sisuliselt määrdeõli lisandina. Nanoosakesed on seal kui väikesed kuullaagrid liikuvate metallosade vahel,” sõnab Välbe.

Meetod on patenteeritud ning firmas BaltOil, mille tootearendusjuhina Välbe töötab, on juba jõutud uue lisandiga saeketiõlide katsetamiseni reaalses metsatöös.

“Esmane tagasiside on olnud päris hea, õlilisandite tootearendus on jõudnud lõppjärku,” ütleb Välbe. Tema sõnul vähendab uus õlilisand metalli kulumist kuni 60 protsenti ning vähendab oluliselt ka juba kulunud liigendite edasist kulumist.

Ka olemasolevad õlilisandid, mis koosnevad peamiselt väikese-molekulilistest sünteetilistest ainetest, annavad häid tulemusi, ent selleks tuleb neid õlile lisada kuni 6 protsenti; BaltOilis arendatava õlilisandi puhul piisab 0,1 protsendi lisamisest, märgib Välbe. Ta lisab, et praegu tehakse tööd ülikooli ja ettevõtte vahel selle nimel, et lisandi nanoosakesed oleksid võimalikult ühtlase suurusega, et parandada määrdeomadusi veelgi.

BaltOili tegevdirektor Pekka Mononen ütleb, et Raul Välbe avastusele tuginev esimene õlilisand peaks turule jõudma juba käesoleval hooajal. Õlilisandit hakatakse tootma Eestis. “Meie toodetest läheb umbes 85 protsenti ekspordiks ja 15 protsenti müüakse koduturul,” sõnab Mononen.

Doktoritööks ioonsete vedelikega uurimistööd tehes avastas Raul Välbe ka nn mäekristallide tekke mõnede ioonsete vedelike ja klaasi koostoimes. Seda protsessi pole keegi varem kirjeldanud. “Tegime klaasanumates katseid ning märkasime, et ioonsed vedelikud hakkasid klaasi pinda “sööma”,” kirjeldab Välbe. “Klaasi pinnast ja ioonvedelikust tekkisid väga huvitavad mitmekihilised ioonset vedelikku sisaldavad kristallid. Tunnetuslikult ja teaduslikult on see väga huvitav nähtus, kuid selle rakendust ei oska veel välja pakkuda. Aga kes teab, võib-olla see kunagi leitakse,” ütleb Välbe.