Kuvittele pieni muovisuikale, joka liikkuu tai muuttaa muotoaan pelkästään valon vaikutuksesta.
Ajattele suikaleesta valmistettua robottia, joka ui verisuonissasi ja kuljettaa lääkettä suoraan soluihin.
Entä pieni muovinen avaruusluotain, joka tutkii kaukaisia planeettoja tähtien valon voimalla – ilman moottoreita, ilman sähköä.
Tämä ei ole science fictionia vaan osa parhaillaan käynnissä olevaa polymeerirobottitutkimusta Tampereen yliopistossa professori Arri Priimägin ja apulaisprofessori Hao Zengin tutkimusryhmissä.
Ideat saattavat tänään kuulostaa tieteiselokuvasta napatuilta, mutta niin kuulosti älypuhelinkin vielä viisikymmentä vuotta sitten.
Sovellus edellyttää kunnon perustan
Perustutkimus eroaa soveltavasta tutkimuksesta siinä, että se ei tähtää välittömiin tuloksiin. Se on kuin siemen, joka kylvetään ilman varmuutta siitä, millainen puu siitä lopulta kasvaa.
Mahdollisuudet voivat olla mullistavia. Esimerkiksi puolijohteiden ominaisuuksia selvittäneet tutkijat eivät aikanaan tavoitelleet älypuhelinta. Heidän uteliaisuutensa kuitenkin loi perustan teknologialle, joka on nyt erottamaton osa arkeamme.
Monet kriittiset innovaatiot, kuten akut, sensorit ja lääkkeet, ovat saaneet alkunsa vuosikymmeniä aiemmin tehdystä perustutkimuksesta.
Perustutkimus ei siis ole vaihtoehto soveltavalle tutkimukselle, se on sen edellytys.
Yksin ei pääse pitkälle
Mitä laadukas perustutkimus sitten vaatii?
Ensinnäkin tarvitaan tutkijaa, joka hallitsee oman alansa perinpohjaisesti ja jolla on syvä motivaatio.
Innovaatiot syntyvät uteliaisuudesta
Oman tutkimukseni keskiössä ovat älykkäät polymeerimateriaalit, jotka reagoivat valoon muuttamalla muotoaan ja liikkumalla.
Liike käynnistyy molekyylitasolla: materiaaliin on upotettu molekyylejä, jotka muuttavat rakennettaan tietynlaisen valon vaikutuksesta. Kun muutos yhdistetään joustavaan muoviin, koko rakenne voi taipua, liikkua ja jopa ”kävellä” valon ohjaamana.
Tutkimukseni tavoitteena on ymmärtää näitä ilmiöitä perinpohjaisesti. Miten molekyylit muuttuvat? Miten liikettä voidaan hallita? Miten eri molekyylit vuorovaikuttavat materiaalin kanssa?
Usein juuri tällaisista kysymyksistä – ja vilpittömästä tieteellisestä uteliaisuudesta – syntyvät ne oivallukset ja innovaatiot, joita emme ole osanneet edes kuvitella.
En siis kehitä valmista tuotetta, joka mullistaa elämämme huomenna. Teen perustutkimusta; sellaista, joka kylvää siemeniä tulevaisuutta varten.
Tiede on ajattelua, kokeilua, erehdystä ja innostusta. Siksi tarvitaan tutkijoita, jotka osaavat kysyä kysymyksiä, joita kukaan muu ei ole vielä ehtinyt miettiä.
Esimerkiksi polymeerirobottien kehittäminen vaatii syvällistä luonnontieteiden, erityisesti kemian, osaamista.
Kemia on luonnontieteistä juuri se, joka yhdistää molekyylien maailman arkielämän kokemuksiin. Se selittää, miltä jokin materiaali tuntuu, miten se käyttäytyy ja miten se muuttuu. Kemia ei kuitenkaan pelkästään selitä maailmaa, vaan sen avulla voimme myös luoda uutta. Se on tiede, joka ei vain kuvaa todellisuutta, vaan myös aktiivisesti muovaa sitä.
Yksin en kuitenkaan olisi päässyt pitkälle. Huippututkimus on aina tiimityötä.
Polymeerirobottien kehityksessä mukana on kemistejä, materiaalitutkijoita ja insinöörejä. Yksi valmistaa valoon reagoivia molekyylejä, toinen kehittää uusia polymeerejä ja kolmas testaa robottien liikettä. Tämä monitieteinen yhteistyö on perustutkimuksen ytimessä, se tuo yhteen eri alojen osaamisen ja mahdollistaa läpimurrot.
Yhteiskunnan rooli on tukea uteliaisuutta
Yksittäisen tutkijan intohimo ja toimiva tutkimusryhmä eivät kuitenkaan vielä riitä. Tarvitaan yhteiskunta, joka arvostaa ja rahoittaa pitkäjänteistä tutkimusta.
Perustutkimukseen panostaminen on aina sijoitus tulevaisuuteen. Se luo mahdollisuuden sille, että seuraava suuri keksintö voi putkahtaa mistä tahansa laboratoriosta ja keneltä tahansa uteliaalta tutkijalta.
”Suurimmat teknologiset läpimurrot perustuvat lähes aina pitkäaikaiseen perustutkimukseen.”
Usein ajatellaan, että tutkimuksen täytyy tuottaa nopeasti mitattavia hyötyjä. Todellisuudessa suurimmat teknologiset läpimurrot perustuvat lähes aina pitkäaikaiseen perustutkimukseen.
Ilman ilmiöiden syvällistä ymmärrystä emme kykene vastaamaan esimerkiksi ilmastonmuutoksen, energian varastoinnin tai uusien materiaalien turvallisuuden kaltaisiin haasteisiin.
Tiede tarvitsee aikaa ja luottamusta
Oma tutkimukseni ei tähtää välittömään tuotteistamiseen tai patentteihin. Se tähtää ymmärrykseen. Juuri se tekee perustutkimuksesta arvokasta.
Tieteessä tärkeintä ei ole nopeus vaan suunta. Jos haluamme rakentaa yhteiskunnan, joka uudistuu aidosti, meidän täytyy antaa tilaa myös niille kysymyksille, joita kukaan ei vielä ole osannut kysyä.
Ilman kärsivällisyyttä menetämme mahdollisuuksia, joita emme vielä näe. Tukemalla perustutkimusta varmistamme uusien, maailmaa muuttavien innovaatioiden syntymisen.
Anna tieteen yllättää. Anna uteliaisuuden kantaa hedelmää. Se on yhteiskunnan paras sijoitus tulevaisuuteen.
Tämän sisällön mahdollistaa Tampereen yliopisto.
Journalistinen päätösvalta on MustReadin toimituksella.
Tämä artikkeli on julkaistu Creative Commons CC BY-ND 4.0 -lisenssillä.
Keskustelu
Tätä juttua ei ole vielä kommentoitu.