Sa oled tegus juhendaja, tunnustatud õppejõud, viljakas autor, tippkeskuse juht, teenetemärgi kavaler. Kas mõni oluline roll jäi ütlemata?

Mul on ka kodu, abikaasa ja kolm poega. Pere on mulle olnud kogu aeg töö kõrval prioriteet, see on oluline mõttelaad ja elustiil. Minu esimene laps sündis doktorantuuri ajal. Oma uurimisrühma loomisega alustasin aastal 2011, samal aastal sündis minu kõige väiksem laps.

Minu jaoks on põhiline roll teadlane. Juhendamine ja õpetamine käivad ülikoolis sellega loomulikult kaasas, sest selleks me ju teadust teeme, et uusi teadmisi edasi anda. Administratiivseid rolle olen endale võtnud, et teadustöö ja töö teadlasena ülikoolis paremini edeneks.

Olin ka ülikoolis naisteadlaste-juhtide tugirühma ehk naisteadlaste juhtimislabori käivitaja. See algatus sündis vajadusest tuua kokku meie ülikoolis töötavad naised, kes uurimisrühmi juhivad, et tuttavaks saada, kogemusi vahetada, üksteiselt ja teistel õppida ning olla sotsiaalselt toeks. Naisteadlastest juhtidel on meeskolleegidega võrreldes umbes kaheksa korda väiksem tõenäosus juhuslikult ülikoolis trehvata, mistõttu leidis see mõte väga head toetust. Mul on eriti hea meel, et iga järgneva ürituse korraldamise võtab ette erinev liige, nii on teemad ja koosviibimised iga kord eri nägu.

Illinoisi ülikoolis nägin, et sellised koosviibimised olid institutsionaalselt koordineeritud. Meie tugineme naiste endi initsiatiivile, samas rektoraadi ja personaliosakonna toeta poleks me alguses hakkama saanud. Teadusmaailmas sõltub väga palju kontaktidest ja arusaamast, kuidas tegutseda, konverentsidele rääkima kutsutakse ja sealtkaudu omakorda viidatakse rohkem ikka neid, keda kusagilt juba teatakse, tekib lumepalliefekt. Meie tõstame naiste teadlikkust ja nähtavust ülikooli sees, et lumepalliga algust teha.

Kuidas sa oma päevi nende rollide vahel jagad?

Need ei olegi minu jaoks eraldi rollid, just nagu teadlase, juhendaja ja õppejõu rollid ei ole üksteisest lahus. Kõik need rollid, kodused ja töised, ongi meie elu. Igaüks peab tegema nii palju, kui ta võimeline on, ja eneseteostuseks on töö tähtis.

Iga päev tööle tulles on eesmärk ikka sama: leida midagi uut keemia vallas. Tahan teha ühendeid ja reaktsioone, mida varem pole tehtud, ja reaktsioone efektiivsemalt teha. See on väga põnev.

Millal ja kuidas keemia sind köitis?

Sattusin orgaanilise sünteesi laborisse küllalt juhuslikult, õppisin tegelikult toiduainetehnoloogiat. Aga lõputöö teemat sattusin tegema orgaanilise sünteesi laborisse, kus sünteesisin ühte epilepsiavastase ravimi toimeainet, mille vaheühend muutis värvi olenevalt sellest, kas lahus oli natuke happeline või natuke aluseline. Olin imestunud, seal oli nii palju värve! See on ainult keemikul võimalik, et sa ise saad mõjutada aine omadusi, mina panen ta muutuma! Kui ma seda tunnetasin, siis ma enam välja ei saanud.

Oled saanud Tallinna Tehnikaülikoolist kõik oma kraadid alates sellest, kui 1991. aastal siia õppima asusid, aga käinud ka teistes ülikoolides. Kuidas TalTechi teistega võrdled?

Mu eneseteadvust on teistes ülikoolides käimine väga palju rikastanud. Juba ERASMUSe vahetusüliõpilasena Budapestis sain teaduslaboris töötada, doktorantuuri ajal maailmakuulsas Genfi ülikoolis leidsin endale üllatuseks, et minu käelised keemilise sünteesi oskused olid sealsete doktorantidega samal tasemel. Ka Fulbrighti teadlasena järeldoktorantuuris Illinoisi ülikoolis Urbana Champagne’s – üks USA tippülikoole keemia vallas – tundsin end uurimisrühmas võrdväärse liikmena. See on hästi oluline, et saame end nii positsioneerida, meil pole siin mingit takistust saada samaväärseid teadmisi ja oskusi.

Mis küll oli 2000. aastal Genfis käies väga erinev, oli ligipääs kemikaalidele ja kirjandusele. Sel ajal käis kirjanduse otsimine raamatukogus, kuid meie raamatukogudes polnud paljusid ajakirju ja raamatuid, sest see oli liiga kallis. Ma ei teadnud, et mitmed ajakirjad olemaski on, aga Genfis olid kõik oma instituudis käepärast. Meil Eestis oli see küll võimalik raamatukogudevahelise laenutuse kaudu, aga selleks pidid sa ju teadma, et need ajakirjad ja artiklid on olemas. See oli mulle šokk.

Illinoisis aga näiteks oli keemiateadlasi-doktorante palju ja instituudis oli pood, kuhu oli kõik vajalik juba ette ostetud, said kiirelt minna ja võtta endale vajaliku reagendi. Selleni me siin veel jõudnud pole.

On meil Eestis eeliseid ka?

Ikka on. Just tänu sellele, et meil on mastaap väiksem, on meil võimalus igale tudengile individuaalselt läheneda. Ameerikas bakalaureusetaseme üliõpilased teaduslaborit ei näegi. See oli ka minu võimalus – kuna mul oli üliõpilasena keemia vastu suur huvi, siis mulle pühendati ka rohkem tähelepanu. Loodan, et see jääb Eestis alati nii.

Muide, kuidas oli 1991. aastal ülikooli minna?

Minu keskkooli lõputunnistus on Nõukogude Liidu prinditud vapiga paberil, kolme lõviga pitsat all. Tulin Kohtla-Järvelt Tallinnasse ja juba see oli mulle suur muutus.

Muutused tulid hästi kiiresti ka ülikooli. Mitmed õppejõud läksid ettevõtetesse tööle ja tulid tunde andma kord kuus muu töö kõrvalt, samas jätkasid tööd ka ülikooli patrioodid, kes olid ajast aega õpetanud. Kuid just nende õppejõudude maailmavaade ja loengud olid väga huvitavad, kes harva käisid ja põhiosas muud tööd tegid.

Kolmandal kursusel tulin esimest korda tööle Teaduste Akadeemia Keemia Instituuti ja siin oli väga vähe inimesi. Sain aru, et instituudi üle 300 inimesest jäi vabariigi tuleku muutuste tuultes järele ligi 50, kes teenisid oma sissetuleku ise leitud allikatest.

Sel ajal avanesid Eesti Vabariigis teadlastele ka tohutud võimalused, paljud said vabalt minna välismaale – Nõukogude Liidus polnud selline asi võimalik. Oma insenerihariduse lõputöö ja hiljem magistritöö tegin ma keemikuna AstraZeneca projektina, kuna minu juhendaja oli 90ndatel juba jõudnud Rootsis järeldoktorantuuris käia ja ta leidis sealt inimese, kes selle töö tellis. Teadlastele Eestis eriti raha ei jätkunud ja kes siin olid, pidid aktiivselt endale ise rahastust leidma.

Õpetamiseks on vaja ka teatud isiksuseomadusi, võimet tähelepanu hoida. Vastutustunne – kui on lubatud, et aines mingit teemat õpetatakse, siis see ka toimub. Õppejõul on ju tohutu vabadus, keegi ei kontrolli, millega ta loengus tegeleb ja mis mahus, kvaliteet tuleb õppejõu enda kvaliteedikriteeriumidest. Tuleb ka kuulata auditooriumi reaktsiooni. Lõpuks väljendub see üliõpilaste rahulolus: kui sa pakud lisaväärtust, siis kuulajad on rahul ka.

Aga uue info jagamise vajadus peab sul endal olema.

Tuleb sulle meelde mõni lugu, kus sa oled alustava õppejõuna auditooriumi ees midagi valesti teinud ja alles hiljem taibanud, kuidas asi käib?

Mäletan väga hästi oma esimest harjutustundi orgaanilises keemias, tunnet „Miks need üliõpilased mind oma küsimustega kiusavad?“ Nad hakkasid küsimusi esitama ja ma ei teadnud vastuseid! Alles hiljem taipasin, et neil oli huvitav, sest nad ei teadnud, ja mina ka ei teadnud. Aga sellest pole midagi, kui sa kohe ei tea, järgmine kord oled jälle klassi ees ja tuleb lihtsalt paremini valmistuda.

Muidugi muutub ka aeg. Varem kirjutati loengus paberkaustikutesse, nüüd on kõigil arvutid ja osa loenguid veebis, kõike saab ise ka teistest allikatest otsida või midagi järele vaadata. Ja nii nagu me kõik, nii ka üliõpilased hindavad oma võimeid sageli üle ja loodavad, et jõuavad ka salvestustest või muudest allikatest info kätte saada, aga tegelikult polegi piisavalt aega järele vaadata või osutub olemasolev info vaid osaliseks.

Eelmisel semestril loendasin esimest korda, kes kohal käis, ja nägin selgelt ära, et lävendi ületajate arv korreleerus ideaalselt kohalkäimisega.

Mul on olnud ettekujutus, et ülikoolis käivad inimesed, kes ise tahavad õppida. Samas teeb kurvaks, kui peab korduvalt ja korduvalt eksameid korraldama, sest suur hulk tudengeid pole lävendit ületanud. Ilmselt pean midagi muutma … Doktorantide ja lõputöid tegevate üliõpilastega on asi teine, need on sisuliselt kolleegid, kellega koos teadustööd teeme.

Oled öelnud, et heal tänapäevasel tasemel õpet suudavad korraldada just teadustöös tegevad ülikooli töötajad. Tihti kuuleme aga, et professoreid on raske tudengite ette saada. Kuidas lahendada?

Igaühele õpetamine ei sobigi ja teadustöö ongi väga spetsiifiline. Kõik ei pea kõike tegema. Sellest teadlasest, kes ei taha õpetada, ei oleks üliõpilastel ka mingit kasu. Ülikool võiks olla tolerantne keskkond, loovust ei saa reglementeerida ja peame lubama oma seltskonda erinevaid inimesi. Kui professor on oma valdkonnas suurepärane, ta juhendab doktorante ja saab teha seda, milles tema on hea, siis see rikastab meie teadust.

See ei tähenda, et meil peaks olema magistrantuuris alla 75% doktorikraadiga õppejõude. Lihtsalt mitte professoreid ei pea sundima alamastmetel õpetama, vaid lektorid peavad olema doktorikraadiga.

 Lugesin Vikipeediast sinu uurimisteemast, seal oli palju võõraid sõnu. Selgita parem mittekeemikule ise: mida sinu teadustöö täpselt tähendab?

Olen orgaanilise keemia taustaga ja tegelen supra­molekulaarse keemiaga. Orgaanilised molekulid on ained, millest on tehtud meie pehmed koed ja lihased. Ka suurem osa ravimeid on orgaanilised, paljud orgaanilised ained on bioaktiivsed.

Minu teadusgrupp loob uusi sünteesimeetodeid ehk molekulide valmistamise viise. Kasutame selleks mehhanokeemiat ja teeme reaktsioone lahustitevabalt. Lahustid välja jättes ja ained mehaaniliselt jahvatades saame omavahel reageerima aineid, mis lahustunult ei reageeriks või reageeriks väga aeglaselt. Nii teeme molekule palju vähemate ressurssidega, see tähendab ka palju vähem jääke.

Lisaks uurime uute retseptormolekulide saamist, täpsemalt loome kunstlikke molekule, mis teisi aineid seovad või nende juuresolekul oma omadusi muudavad. Need retseptorid on makrotsüklilised või tsüklilised molekulid. Saame seda teha tänu sellele, et orgaanilised ained annavad teiste ainetega nõrku mittekovalentseid sidemeid ja vastasmõjusid. Kui need vastasmõjud on kontrollitavad, saame lähteühendid suunata organiseeruma nanosuurusteks retseptoriteks. Selline molekulide iseorganiseerumine annab väga suure efektiivsuse ja seega ka väiksema keskkonnajalajälje.

Supramolekulaarne keemia tähendabki tegelemist mitte ühe molekuliga, vaid molekulidevahelise nõrga sideme ja suhtlusega, millega nad moodustavad molekulide klastri.

Meie leiame viise, kuidas jätkusuutlikumalt orgaanilisi ained valmistada, neid läheb vaja ravimitööstuses, põllumajanduses jm. Ja tänu tehislike retseptorite valmistamisele saame aidata luua tehislikke molekulaarseid masinaid või masinaosi. Näiteks võrreldes ensüümide või antikehadega saame luua palju vähem aatomeid sisaldavad molekulaarsed seadmed, milles on „tasku“, mis seoks spetsiifiliselt mingi saasteaine või muu ühendi ja annaks selle olemasolu korral optilise signaali. Molekulaarseid retseptoreid luues laiendame ka arusaama keemia võimalustest: kui suudame molekulide tasemel mõista ja luua kunstlikke süsteeme, mis toimivad vastavalt meie eesmärkidele või soovidele, siis sisuliselt suudame arendada elusorganismidega sarnaseid tehislikke süsteeme.

Too mõni näide, kus molekulid teevad seda, mida keemikud tahavad.

Näiteks teeme sensori, mis millelegi reageerides midagi käivitab, näiteks lükkab teise molekuli välja, muudab värvi või käivitab mingi suurema mehhanismi. Nii saab näiteks ravimeid organismis mingisse spetsiifilisse kohta viia – ta tunneb ära mingi konkreetse molekuli ja laseb oma toimeaine seal lahti. Kuid väljund ei pea olema ainult ravimitööstus, orgaanilisi aineid on meie igapäevaelus igal pool – väetised ja pestitsiidid, seinavärvid või tekstiilid. Need on kõik lihtsalt väikesed molekulid ja nendest tehakse materjale, mille kasutusala on väga lai.

Üks näide supramolekulaarsest keemiast on iseparanevast materjalist kilega kaetud telefoniekraan – need on tehtud polümeeridest, kus nendele seotud makrotsükli või polümeeridel olevate funktsioonaalrühmade vahel tekivad interaktsioonid, mis saavad katkeda ja uuesti tekkida. Ehk teisisõnu: kui kilet kriimustad ja sidemed katkevad, siis moodustuvad need teatud aja möödudes uuesti ehk materjal on iseorganiseeruv. Ekraani puutetundlikkus põhineb samamoodi keemial – see on tavaliselt mingi polümeermaterjal, mis kokku pigistades annab elektrilise signaali ehk füüsilisele stiimulile reageerides muudab oma omadust.

2020. aastal ütlesid, et areng keemiateadustes on just juhitavate multimolekulaarsete süsteemide alal väga kiire. Millised on viimased murrangud ja milliseid oodatakse järgmiseks?

Viimane Nobeli preemia anti selles vallas 2016. Praegu on tohutult arenenud needsamad iseparanevad materjalid, iseorganiseeruvad süsteemid; kiired arengud on ka sensorite vallas. Sisuliselt on iseparanevad hüdrogeelid ja kiled jõudnud meie igapäevasesse ellu.

Samuti osatakse luua ravimitööstuses funktsionaalseid mitselle, näiteks RNA-põhised vaktsiinide koostisosad on seeläbi stabiliseeritud ning kasutatavad. Väga kiirelt on arenenud funktsionaalsete pehmete materjalide loomine; materjalid, mis reageerivad välisele keskkonnale ja kontrollitult vabastavad näiteks ravimeid.

Arvan, et varsti ilmuvad tarbimisse inimese ainevahetusele või hoopis väliskeskonna muutusele reageerivad rõivad – ja just tänu uudsetele orgaanilistest molekulidest koosnevatele materjalidele, mis sisaldavad sensoreid ja stiimulitele reageerivaid molekulaarseid masinaid.

Mulle tundub, et just loodusteadlastest sõltub maailma päästmine praegu kõige rohkem – süsiniku tasakaal tuleb paika ajada ja ükski kiip ega algoritm ei aita, kui tuleb tegeleda molekulidega.

Jaa, enamus maailmast on orgaaniline ja CO2 on üks osa süsinikuringest. See on kõige väiksem süsinikuga molekul ja seda eraldub mitte ainult kütuse põletamisel, vaid käib loodusliku tsüklina ringi väga suurtes mahtudes.

CO2-le on suunatud suur tähelepanu, sest ta on ka marker fossiilse süsiniku, nagu näiteks nafta ja selle saaduste kasutusel nii keemiatööstuses kui ka energeetikas. CO2 on võetud ka markeriks kasvuhoonegaaside heitme hindamisel: kuigi on palju süsinikdioksiidist tugevama mõjuga kemikaale, siis summaarse mõju hindamiseks ja lihtsuse mõttes teisendatakse nende mõju CO2 ekvivalendiks.

Nii et tihti, kui räägitakse CO2 heitme vähendamisest, siis tegelikult keskendutakse energia säästmisele, fossiilse kütuse asendamisele või fossiilse toorme kasutuse vähendamisele suunatud tegevustele. Kui tahame välja mõelda keemilisi sünteesiteid, kus me ei pea lähteühenditena kasutama naftapõhist toorainet, vaid hoopis näiteks taimset või jääkidest saadud ressurssi – ja suunata sealsed „ehituskivid“ meile vajalikeks orgaanilisteks ühenditeks –, siis selleks on vaja keemikut, kes uued meetodid välja töötab.

Mida vähem materjale tootmisprotsessi siseneb, seda soodsam on kogu protsess. Siin saab keemik kõvasti lisandväärtust anda ja see vajadus ei kao.

Kui palju loodusteadlased saavad lasta arvutil enda eest ära teha?

Arvuti on meilegi hädavajalik, palju informatsiooni on andmebaasides, samuti on digitaalne kogu teaduskirjanduse otsing. Tehisaru on suureks abiks otsingumootorites ja andmete töötlemisel. Molekule me käega katsuda ei saa ja arvutiprogrammid aitavad kiiresti visualiseerida, missuguse kuju molekulid reaktsioonides võtavad, ning mis omadused neil on.

Proovime oma uurimisrühmas ka masinõppe meetodeid kasutada, molekulide omadusi ja reaktiivsust ennustada, nii saame oma sünteesimeetodeid efektiivsemaks teha. Näiteks aitaks usaldusväärne masinõppe algoritm 2000 katse asemel vaid 20 abil reaktiivsuse trendidest selgust saada.

Igal juhul on masinõpe meie jaoks tööriist ja pigem abiks kui ohuks. Tuleb tähele panna, kes otsustab ja kelle huvides katseid tehakse. Oluline on tagada, et inimene on see, kes otsuseid suunab ja kelle huvid iseõppivate algoritmide abil realiseeruvad.

 Oled ülikooli ringmajanduse tuumiklabori initsiatiivgrupi teadusjuht, just sealt on välja kasvanud tänavu käivitatud sinu juhitav riiklik tippkeskus. Mida see tähendab Eesti jaoks või veelgi laiemalt?

Tuumiklabori eesmärk on ülikoolisiseselt teadlaste omavaheline infovahetus ja ürituste korraldamine, ringmajandusega seotud õppe toetamine ja meie teadlaste potentsiaali tõstmine.

Riiklikus tippkeskuses on eesmärgiks sisuline uudne teadustegevus läbi eri valdkondade teadusrühmade – loome täiesti uudset kompetentsi, mis üksikute rühmade siseselt poleks võimalik. Et oma tasemele tagasisidet saada, kaasasime riiklikusse tippkeskusesse ka teadusliku nõukoja, kuhu oleme kutsunud rahvusvahelised väga tugevad teadlased. Kõige tähtsam on ikkagi uute teaduslike lahenduste väljatoomine ja nendega rahvusvaheliselt nähtavaks saamine.

Nii kaua, kui ma olen ülikoolis töötanud, on alati unistatud interdistsiplinaarsusest. Mis valdkonna teadlastega koos sina innovatsiooni teed?

Juba minu uurimisrühmas on esindatud küllalt erinevad keemia harud – orgaaniline, analüütiline ja füüsikaline keemia. Aga kõige laiem interdistsiplinaarsus on muidugi ringmajanduse tippkeskuses.

Selleks et ühiskonda muutust tuua, ei piisa efektiivsest keemilisest protsessist. Selleks on vaja arusaama esmasest toormest; laboris väljatöötatud tehnoloogia tuleb siirata tööstusesse jne. Ja selleks, et ringmajandus aga ühiskonnas ühese heakskiidu saaks, peab olema see nii jätkusuutlik kui ka majanduslikult tasuv, muidu pole asjal mõtet. Ka keemias tekib see ühend, mille energia on madalaim.

Ringmajandus on üllatavalt palju regulatsioonidega takistatud. Näiteks, kui meil Eestis on kaks ettevõtet 100-kilomeetrise vahega, ühel tekib väga aluseline ja teisel väga happeline jääkprodukt. Need mõlemad eraldi on ohtlikud jäätmed, aga kokku segades saaksime neutraalse ja keskkonnasõbraliku aine. Ohtlike jäätmete transport vajab muidugi eri kohtlemist ja lubasid ning kui regulatsioonide taha takerdudes jäävad ohtlikud jäätmed neutraliseerimata või nõutakse kallimaid lahendusi, siis pigem on see kahjulik kõigile.

Ka sellised teemad on olulised, et ringmajandust efektiivselt teostada ja see on tippkeskuse üks eesmärke: saada Eestis need eksperdid kokku, teadvustada ja ühiselt leida sobivad viisid. Riiklike regulatsioonide kohta otsuseid teha meie ei saa, aga saame soovitusi anda otsustajatele.

Interdistsiplinaarsus on muidugi keeruline, sest tippteadus on väga spetsiifiline, mõisted on erinevad ning selleks, et suhelda teise valdkonna teadlasega, tuleb väga palju üldistada ja teise valdkonna erisusi tundma õppida. See võtab aega, et saaksime omavahel koostöö toimima ja teadmised „üle kantud“.

2024 on olnud väga sinu aasta: riiklik teenetemärk, tippkeskuse rahastus ja käivitamine, Tehnikaülikooli aasta teadlane, samuti parima teadusartikli preemia. Taevas on piiriks, aga mis on järgmised unistused?

Ühiskondlikud tunnustused on väga olulised, aga see pole see, mis paneb tegutsema. Tippkeskus on oluline uus algus, ja minu üks suur unistus on, et selle tippkeskuse jooksul me päriselt jõuame ekspertide tiimina tegutsemiseni. Koondada sõltumatud teadlased ühise sihi poole liikuma, grupiülese koostööna ühiselt hingama – see on suur väljakutse.

Tahan näha, kuidas meie ringmajandusealane teadus murrab ülikooli seinte vahelt ja teadusruumist kaugemale välja, jõuab juba käegakatsutavana ettevõtetesse, tootmisse, ühiskonda. Eriti kihvt, kui see lõppväärtusega tulemus realiseeruks siin, Eestis.

Teiseks oluliseks teemaks on järelkasvu küsimus. Olen üha teadlikumalt mõelnud, mida pean tegema, et mu lähedal töötavatel noorteadlastel ja doktorantidel läheks hästi. Mul on väga uhke tunne, et üks minu juhendatud doktoritest on juba saanud Aalto ülikoolis nooremprofessoriks. See on teine minu unistus, et akadeemiline järelkasv oleks elujõuline ja rahul oma elus tehtud valikutega.