Materjalitehnoloogia

Veronika Valk

Mikroobne tootmine
Peter Trimble on välja töötanud betooni mikrotootmisjaama, mis valmistab ökoloogilisemat betooni, kus abiks liiv, uriin ja bakterid.1 Sellest materjalist võiks toota nii ehitusplokke, mööblit, skulptuure kui muud: uriini ja bakterite segu valatakse liivavormi, kus see kaltsifitseerub ja muutub vastupidavaks liivakiviks. Kuna elame maailmas, kus süveneb odava energia ja toormaterjalide kriis, pakub Trimble’i odav ja kasvuhoonegaasivaba biobetooni tehnoloogia meile võimaluse teha senine ressursimahukas betoonitootmine tulevikus keskkonnasõbralikumaks. Kui Trimble’i lahendusest edasi mõelda, võib veelgi huvitavama tulemuseni jõuda näiteks siis, kui siduda nn mikroobne tootmine ehk bioloogilisel protsessil põhinev betoonitööstus näiteks (bio)robootika suundadega arhitektuuris ja disainis. Trimble’i eksperimendis peitub nii mõnigi viide, milliseks võib kujuneda tuleviku ehitustehnoloogia.

Taimevõrk
Andrea Vitaletti töötab välja küborgtaimi, poolorgaanilisi ja poolelektroonilisi „olendeid”, mis toimiksid keskkonnasensoritena ja annaksid õhuniiskuse ja -temperatuuri mõõtmise kõrval meile märku ka õhus ja mullas leiduvatest mürkidest.2
Taimed on Vitaletti sõnul odavad ja vastupidavad ning võivad anda meile edasi mitmeplaanilist keskkonnainfot. Tema sensortaimede projektis PLEASED („PLants Employed As SEnsing Devices”) ühendatakse taimed lihtsa arvutustehnika ja elektroodidega, mida kasutatakse ka elektromüograafia puhul. Taimevõrgust (võrdle „asjavõrk” ehk Internet of Things) biosignaalide kogumine on iseenesest suhteliselt lihtne, kogutud info analüüs ja tõlgendamine aga juba tunduvalt keerulisem – selle kallal töö parasjagu käibki. Vitaletti sõnul võib lahenduse rakenduslikke väljundeid oodata viie aasta pärast.

Teine nahk
Londoni disainer ja teadur Shamees Aden arendab jooksukingi, mida toodetakse 3D-printeriga. Need koosnevad sünteetilisest biomaterjalist ehk protorakkudest, mis taastavad ööga sissekulunud augud.3 Tossud peaksid toimima tõepoolest kui „teine nahk”, mis reageerib survele ja liikumisele ning toetab jalga just täpselt nii nagu vaja. Tehnoloogia on välja töötatud koostöös Lõuna-Taani ülikooli professori Martin Hanczyciga, kelle uurimisvaldkonnaks ongi nimelt protorakud – keemilistest ühenditest koosnevad „mullid”. Need sarnanevad elusrakkudega, kuid pole iseenesest päriselt „elus”. Nende kombineerimisel on aga teoreetiliselt võimalik luua looduslikega sarnaseid organisme. Praegu töötatakse selle kallal, kuidas kunstlikke elussüsteeme teatud viisil käituma sundida, kuidas neid programmeerida: jooksukingade puhul „rakke” kokku tõmbuma või paisuma panna vastavalt sellele, millisel pinnasel parasjagu joostakse, ja sellele, millist survet materjalile jooksu käigus avaldatakse, nii et „rakkude” käitumine toetab jalga. Pärast jooksmist pannakse kingad spetsiaalsesse vedelikku „puhkama”, see on taastuma. Nende kingade eest tuleb hoolitseda nii nagu elusorganismide, näiteks taimede eest. Tõenäoliselt on see tehnoloogia meile kättesaadav küll alles 2050. aasta paiku.4

PdCl2-tint
Briti disainer Lauren Bowker on pallaadium(II)kloriidi abil loonud tindi, mis reageerib keskkonna saasteastmele: tindiga kaetud kollased pinnad värvuvad mustaks vastavalt süsinikdioksiidi hulgale õhus. Elukeskkonna toksilisuse tuvastamise esteetiline väljund on disaineri sõnul visuaalne suhtluskeel ümbruse nähtamatute ohtude nähtavaks tegemiseks. Bowker on Londoni kuningliku kunstikolledži (Royal College of Art) kasvandik, moelooja ja kunstnik, kes tegelebki oma loomingu põhiosas värvipigmentidega, mis muudavad tooni vastavalt valguse, temperatuuri jt keskkonnatingimuste muutustele. Moeloojana huvitab teda see, kuidas luua rõivaid, mis pole pelgalt esteetiliselt nauditavad, vaid aitavad hoida kandja tervist.

Jõuvilt
Wake Foresti ülikooli nanotehnoloogia ja molekulaarmaterjalide teadlased on välja töötanud termoelektrilise kanga, mis muudab keha soojusenergia elektriks.5 Süsiniku nanotuubidest ja plastfiibritest koosnev materjal sarnaneb vildiga, elektrienergiat toodetakse inimkeha ja väliskeskkonna temperatuuri erinevuse tõttu. Töögrupi liikme Corey Hewitti sõnul on termoelekter nähtusena alahinnatud ja -uuritud. Seda tehnoloogiat saaks edukalt kasutada mitmelgi pool, et toota soojuskadudest elektrienergiat, sealhulgas ka autotööstuses.

1 Vt ka petertrimble.co.uk.

2 Vt ka http://pleased-fp7.eu.

3 Vt ka http://shameesaden.com.

4 Vt lisaks http://www.dezeen.com/2013/12/11/3d-printed-trainers-synthetic-biology-protocells-shamees-aden-wearable-futures.

5 Vt ka http://users.wfu.edu/carroldl/Thermoelectrics.html.