Ükskõik, missugustele suurtele muutustele või proovikividele mõtleme –  pea kõigi keskmes on materjalid. Energiakriisi lahendamiseks on tarvis tõhusamaid päikesepaneele, akusid ning tuulegeneraatoreid. Jätkusuutlikumate toodete, kasvõi rõivaste loomiseks, vajatakse uusi nutikamaid materjale. Asendus tuleb leida ka lõppema hakkavate või saastavate loodusressursside murele. See tähendab, et seisame silmitsi revolutsiooniga materjalitööstuses. 

TalTechi materjalitehnoloogia bakalaureuseõppekava programmijuht Tiia Plamus kinnitab, et rohepöörde tegemisele saavad materjalitehnoloogid kaasa aidata küll ning nende roll seejuures on väga tähtis. 

Muide – kas teadsid, et TalTechi Päikeseenergeetika materjalide teaduslabor töötab koos Euroopa Kosmoseagentuuriga (ESA) välja tehnoloogiat päikesepaneelide tootmiseks Kuul leiduvatest ressurssidest ja see pole sugugi mitte ainus instituudi koostöö ESA-ga.

Midagi ei saa arendada ilma, et mõeldaks materjalidele

Tiia Plamus selgitab, et üks rohepöörde proovikivi on välja töötada jätkusuutlikud tehnoloogiad materjalide tootmiseks, töötlemiseks ning ka ümbertöötlemiseks. Materjaliteadus- ja tehnoloogia on üks kiiremini arenev (teadus)valdkond ja tänapäeval ei saa midagi välja arendada, ilma et mõeldaks väljatöötatud materjali või tehnoloogia jätkusuutlikkusele ning keskkonnasõbralikkusele. 

Uue aja materjalitehnoloogid peavad Plamuse sõnul saama ülikoolist võimalikult interdistsiplinaarsed teadmised, kuidas oma tulevases töökohas, olgu selleks siis tööstusettevõte, idufirma või arendusasutus, läbi viia tootmist ringmajanduse ning säästva arengu põhimõtetest lähtuvalt. 

Kindlasti leiavad tuleviku materjalitehnoloogid- ja teadlased ka rakendust ülikoolide ja uurimisasutuste teaduslaborites, et seal välja töötada järgmisi murrangulisi materjale ja tehnoloogiaid.

“Ka TalTechi materjalitehnoloogia bakalaureuseõppekava muudetakse pidevalt, et see vastaks tööturu järjest muutuvale nõudlusele ja vajadustele,” kinnitab Plamus, et õppekava käib kaasas aja vajadustega. 

Antibakteriaalne isepuhastuv klaas, puidutööstuse jääkidest bioplast ja lahendus tekstiilijäätmete probleemile

Suur osa TalTechi materjalitehnoloogidest on koondunud materjali- ja keskkonnatehnoloogia instituuti. Instituudi teadustegevuse põhisuunad on seotud päikeseenergeetika materjalide, keemiliste kiletehnoloogiate, biofunktsionaalsete, anorgaaniliste-, puit-, polümeer- ja tekstiilmaterjalide ning keskkonnatehnoloogiate arendamisega. 

Laborite hiljutisest teadus- ja arendustööst kõneldes toob Plamus välja, et näiteks õhukeste kiletehnoloogiate labor töötab välja titaandioksiidi (TiO2) sisaldavat fotokatalüütilist pinnakattematerjali. Ta täpsustab, et seda pinnakatet saab kasutada näiteks aknaklaasidel ja õhupuhastites, see on isepuhastuv, antibakteriaalne ja -viiruslik ning õhku puhastav. 

Polümeeride ja tekstiilitehnoloogia labor tegeleb muu hulgas puidutööstuse jääkidest bioplastide valmistamisega. Selleks lahustatakse puidust eraldatud tselluloos ioonses vedelikus ning muudetakse see keemilise reaktsiooni käigus töödeldavaks. Samas laboris üritatakse leida lahendust ka tekstiilijäätmete probleemile ning sellele, milliseid uusi materjale on võimalik välja töötada ümbertöödeldud tekstiilijäätmetest. 

Puidutehnoloogia labor tegeleb aktiivselt tselluloosi väärindamise temaatikaga, kuid selles laboris üritatakse leida erinevale looduslikule toormele rakendust uudsetes materjalides, näiteks kasutatakse ära pilliroogu ning kanepikiudu. 

Päikeseenergeetika materjalide teaduslaboris töötakse juba aastaid monoterakiht-päikesepatareide arendamisega. Anorgaaniliste materjalide teaduslabor aga on suunanud oma töö jäätmete käitlusele valdavalt põlevkiviga seotud tööstuses.

Teadmisi vahetatakse Euroopa Kosmoseagentuuriga

Muidugi vahetavad TalTechi materjalitehnoloogid teadmisi ning teevad koostööd ka välismaiste kolleegidega. Plamus toob ühe põneva näitena välja Päikeseenergeetika materjalide teaduslabori koostöö Euroopa Kosmoseagentuuriga (ESA). 

Koos töötatakse välja tehnoloogiat päikesepaneelide tootmiseks Kuul leiduvatest ressurssidest, et tagada elektrienergia Euroopa Kosmoseagentuuri Kuu lõunapoolusele rajatavas baasis. See pole ainuke instituudi koostöö ESA-ga. 

Polümeeride ja tekstiilitehnoloogia labor on varasemalt tegelenud koostöös ettevõttega Skeleton Technologies, TÜ keemia instituudi ning ESA toetusel eriliste vastupidavusomadustega superkondensaatorite väljatöötamisega. Neis superkondensaatorites kasutatakse elektroketruse teel saadud nanokiulisi lausmaterjale, mis on tavapärastest superkondensaatorites kasutatavatest materjalidest kuni 20 korda tugevam.

Peame muutuma jätkusuutlikumaks ja leidma lahenduse energiakriisile

Tiia Plamus nendib, et praegu ei kujuta inimkond elu ette ilma plastita – ka rõivad ning kodutekstiilid on hädavajalikud. Et neid materjale toota jätkusuutlikult ning teada ka seda, kuidas ümber käia tekkivate jääkidega, ongi vaja antud valdkonna tugevaid spetsialiste. 

Üle ega ümber ei saa ka puidu väärindamise temaatikast ning selleski vallas saavad appi tulla materjalitehnoloogia spetsialistid. Plamus lisab, et materjalitehnoloogidel on suur roll ka energiakriisi lahendamisel. 

“Kaasaegsete materjalide kasutamine muudab hooned ja elamud energiasäästlikumaks. Uute roheliste energiatehnoloogiate kasutuselevõtt aitab aga lahendada mõningal määral energiakriisi,” täpsustab ta. 

Ja otse loomulikult – kui asendada mittetaastuv toore, mida kasutatakse materjalide tootmiseks, erinevate taastuvatest allikatest pärineva toormega, saavad materjalitehnoloogid ja -teadlased anda suure panuse maailma jätkusuutlikumaks muutmisesse.

TalTechi materjalitehnoloogia bakalaureuseõppekavaga saab lähemalt tutvuda siin. Avaldusi TalTechi saab esitada juba praegu ja seda 6. juuli keskpäevani.

Artikkel ilmus esmakordselt portaalis Geenius.ee 31.03.2022