Eesti tippteadlaste panus maailma: päästvad bakterid ja täiustatud elektroonika
Jaan Aarik,
Tartu ülikooli füüsika instituudi teadur
Peamine uurimisvaldkond on materjalitehnoloogia, täpsemalt tahkisekilede ehk väga õhukeste materjalikihtide tehnoloogia, millest on viimastel aastatel eriti huvitunud elektroonikatööstus.
Veel mõni aasta tagasi peeti teadusmaailmaski unikaalseks tehnoloogiaid, mis tegelesid objektidega, mille mõõtmed jäid nanomeetri piiresse. Praegu on sihikul selliste võimalustega tehnoloogiate juurutamine elektroonikatööstuse masstootmisse.
“Meie saadud teadmised võiksid aidata kaasa senisest parema arvutimälu ja protsessorite väljatöötamisele,” ütleb Aarik. “Naiivne oleks aga tahta, et sellised seadised võiks algusest lõpuni mõnes ülikooli laboris valmis teha. Ka kõige rikkamad ülikoolid ei saa lubada endale aparatuuri, mis võimaldaks sooritada kõiki tänapäeva mikro- ja nanoelektroonika seadmete valmistamiseks vajalikke operatsioone. Kokku saavad üksikud tehnoloogilised etapid alles suurte elektroonikatootjate uurimislaborites, mille eelarve on tavaliselt võrreldav kogu Eesti teaduse eelarvega. Seepärast oleme meie püüdnud selles rakenduslikus valdkonnas leida eelkõige probleeme, mille kallale suurfirmade laborid ega suured ülikoolid veel asunud ei ole.”
Jaak Jürimäe,
Tartu ülikooli spordipedagoogika professor
Jürimäe töö on seotud väsimuse ja ülekoormuse aspektide uurimisega ning inimese tervist mõjutavate faktoritega.
Lihtsamalt öeldes jälgib Jüri-mäe sportlasi ja püüab leida funktsionaalseid, vere biokeemilisi ja psühholoogilisi markereid, mida saaks kasutada tippsportlaste treeningu tõhususe hindamisel.
“Tänapäeva tippsportlased treenivad võimete piiril. Ei ole ühesugust, kõikide sportlaste puhul ühtemoodi kehtivat vastust küsimusele, kus muutub tugev treening ülekoormuseks,” märgib Jürimäe. “See, et viimastel aastatel on meie mitmed teise grupi sportlased esimesse jõudnud, pole kindlasti juhus. Tänapäeva tippsport sõltub paljuski just teaduslike rakendusuuringute tulemuslikust kasutamisest treeningu planeerimisel ja igale sportlasele kohandamisel. Uuringute põhitähelepanu on näidata kehaliste harjutuste mõju eri eas ja eri kehamassiga inimeste tervise hoidmisel ja parandamisel.”
Mati Karelson,
tehnikaülikooli molekulaartehnoloogia professor
Karelsoni töö on ennekõike seotud nende meetodite arendamisega, mis võimaldaksid ennustada suure hulga ainete omadusi võimalikult lühikese aja jooksul. Nii tegeleb Karelson näiteks keemiliste ainete mürgisuse ennustamisega ja vähivastaste ravimitega.
“Tänapäeva keemia- ja farmaatsiatööstuses on uute ja teatud kindlate omadustega ainete väljatöötamine väga oluline,” ütleb Karelson. “Näiteks uute ja paremate raviomadustega ravimid või mootoriõli lisandid, mis pikendavad auto “südame” eluiga ning vähendavad bensiinikulu, või siis uute ilmastikukindlamate värvide väljatöötamine. See protsess võib laboris sageli kesta aastakümneid, kuid tänapäeva arvutid on muutunud sedavõrd võimsaks, et lähtudes kvantfüüsika alustest võimaldavad kirjeldada keemiliste ühendite omadusi arvestatava täpsusega. Seega võime labori arvutis sünteesida mudelühendeid ning määrata nende omadusi päevade või kuude asemel tundide, minutite või isegi sekundite jooksul.”
Mihkel Zilmer,
Tartu ülikooli biokeemia instituudi juhataja
Zilmeri uuritavaid valdkondi on mitu, kuid üha enam on neil valdkondadel kliinilist tähtsust. Loodav teadusteave püütakse võimalikult kiiresti juurutada kliinilisse praktikasse.
Uuritakse veresoonte jäikust ja sisekihti ning seda, mis seos on neil haiguste tekke ja arenguga. See puudutab eeskätt südamevereringehaigusi, suhkurtõbe ja metaboolset sündroomi. Teisalt tehakse teaduspõhist uuendustööd. Näiteks luuakse organismi kaitsvaid molekule ja uuritakse probiootikume. Selle töö vili on muu hulgas ka tervisetoidusari Hellus.
“Teadusartiklite arvust olulisem on see, et artikleid ilmub järjest enam meditsiinierialade tippajakirjades,” sõnab Zilmer. “Kuid Eesti seisukohast on kõige tähtsam noorte võimekate arstide pealekasv. Kui Eestis vaeva näha, on siin teaduse tegemiseks igati mõistlikud tingimused. Lisaks on Biomeedikumis veel ka inimlik sisekliima. Põhiliselt Eestis olemiseks on mul vähemalt kolm põhjust. Kaks jätaksin enda teada, kolmas põhjus aga on see, et Eesti on ainus koht maamunal, kus on võimalik normaalselt süüa. Inimesed, kes oskavad normaalselt süüa, ei tõmble komplekside käes. Neil pole Tallinna–Tartu kompleksi, Eesti–Soome kompleksi, pidevat vaenlase nägemise kompleksi ega Tartu ülikooli – Tallinna ülikooli kompleksi.”
Marco Kirm,
Tartu ülikooli füüsika instituudi doktor
Lihtsamalt seletades kasutab Kirm valgust, mille lainepikkus on lühem kui ultraviolettkiirgusel, mis meie naha päevitades pruunistab. Ta tegeleb spektro-
skoopiaga. Muutes valguse sagedust ja muid tingimusi saab teada, mis toimub tahkes kehas ja millised on elementaarergastuste omadused. Suurel määral põhinebki paljude materjalide kasutamine arusaamisel nende elektronergastuste käitumisest.
Spektroskoopiat kasutatakse näiteks kasvava terrorismiohu leevendamiseks, luues täiuslikumaid turvasüsteeme. Samuti annavad tööd karmistatavad keskkonnanõuded. Valgustusfirmad otsivad lahendusi, et asendada elavhõbe päevavalguslampides ohutu inertgaasiga.
“Lisaks valgustustööstusele alustavad meie teadlased koostöös Philipsiga näiteks meditsiiniaparatuuri täiustamise alast europrojekti,” sõnab Kirm. “Üks projekt hõlmab ka plasmateleritele koostöös Samsungiga uute materjalide väljatöötamist. Mitte kunagi ei või 100% ette teada, missuguse rakenduse võib leida esialgu ainult üsna tõsiteadusliku sisuga tulemus.”
Ülo Niinemets,
Tartu ülikooli ja maaülikooli
taimefüsioloogia professor
“Lenduvate ühendite alane töö aitab mõista ning ennustada keskkonnamürgi tekkimist meie maapinnalähedases õhukihis ning fotokeemilise sudu teket. Nende uuringute alusel kavandatakse kogu maailmas õhukeemiaalast poliitikat,” räägib Niinemets. “Näiteks keskkonnasäästlikumate autode tootmine on meie eriala inimeste töö tulemus. Me oleme ülesande täitnud, kui õhk jääb puhtaks. Inimkond kasvab tohutu kiirusega ning me peame teadma, mis juhtub viie, kümne, saja aasta pärast. Kuna tegemist on seniolematu olukorraga, ei saa me teha ennustusi vaid kogemuse põhjal.”
Kaupo Kukli,
Tartu ülikooli eksperimentaalfüüsika ja tehnoloogia
instituudi rakendusfüüsika
vanemteadur
Kukli uurib üliõhukeste tahkete materjalikihtide kasvu, struktuuri ja elektrilisi omadusi. Töö tulemusi kasutatakse peamiselt optikas, elektroonikas ja sensoorikas.
“Ka rakenduslikku teadust tehes algab kõik inimlikust huvist asja vastu,” ütleb Kukli. “Millised nähtused pinnal ja tahkes kehas aset leiavad, kuidas kasvab kristall ja miks ta kasvab? Ühel või teisel meetodil kasvatatud kilesid inimene küll silmaga ei näe, aga nad on olemas igaühe telefonis, televiisoris, arvutis, mälupulgas. Tulemused võivad leida rakendust alles aastate pärast.”
Eero Vasar,
Tartu ülikooli psühhofarmakoloogia professor
Eero Vasar tegeleb psühhofarmakoloogia, emotsionaalse käitumise neurobioloogia ja emotsionaalsete häirete molekulaarsete mehhanismide uurimisega.
Lihtsamalt öeldes on Tartu teadlased Vasara juhtimisel uurinud hiirte ajus ärevust ja hirme põhjustavaid keemilisi protsesse, mille põhjal saab teha järeldusi ka inimeste kohta. Nii võib uuringute põhjal väita, et geenidel, mis osalevad näriliste reaktsioonis näiteks kassilõhnale, on üldse kohanemisreaktsioonides suur tähtsus.
“Peab rõhutama, et ka inimeste emotsionaalsed häired on suuresti seotud kohanemishäirega,” ütleb Vasar. “Meie töö pakub huvi ka ravimiarendusele, et luua emotsionaalsete häirete raviks uusi ja täpsemaid ravimeid. Molekulaarbioloogiliste tehnoloogiate rakendamisega on õnnestunud tungida emotsionaalse käitumise süvamehhanismide mõistmisel oluliselt sügavamale. See aitab meil jõuda lähemale emotsionaalsete häirete mõistmisele ja loob selle kaudu paremad eeldused nende inimeste aitamiseks.”
Enn Lust,
Tartu ülikooli füüsikalise keemia instituudi juhataja
Lusti uurimisvaldkonda kuulub füüsikaline keemia, elektrokeemia ja materjaliteadus. Viimati mainitu just kõrgtehnoloogilistes elektri ja soojuse koostootmise seadmetes ning elektrienergiasalvestites. Tuuleenergia kipub olema perioodiline ja energiaülejääk on vaja võimalikult kasulikult salvestada. Selleks sobivad patareid, elektrolüüserid, milles toodetakse vesinikku ja hapnikku. Need sobivad hästi elektrienergia lühiajaliseks salvestamiseks, sest nende elektriline kasutegur on suurem kui 95%. Lusti sõnul on elektrokeemia viimaste aastate panus ka see, et mobiiltelefon ei ole enam kohvrisuurune, vaid mahub peopessa.
ISI Web of Science
Tartu ülikooli
professor Jüri Allik:
•• Andmebaasi ISI Web of Science suurim voorus on see, et ta jälgib artiklites sisalduvaid viiteid. Näiteks võib valida andmebaasi 38 miljoni artikli seast suvalise ning saada kohe teada, millistes teistes artiklites on sellele tööle viidatud.
•• Artiklite arv on kindlasti üks teadusliku edukuse näitaja – iga artikkel läbib üsna karmi retsensioonide sõela –, kuid kindlasti mitte kõige parem. Palju parem näitaja on viidete arv või viidete arv iga avaldatud töö kohta. Oluline on silmas pidada, et eri valdkondades on väga erinev avaldamistihedus. Vahed võivad olla kümnekordsed. Näiteks matemaatikast ilmub üldse kümme korda vähem artikleid kui molekulaarbioloogiast. Seega matemaatik, kes avaldab viie aastaga kümme artiklit, on tegelikult sama viljakas kui keemik, kes avaldab 40–50 artiklit.
•• Andmebaasi jälgides võib teha üldistuse, et üle 60% kõigist Eesti autorite rahvusvahelistest artiklitest kirjutavad Tartu ülikooli teadlased. Teine üldistus on see, et tippu kuuluvad valdkonnad, mille avaldamistihedus tervikuna on suur. Kuid lisaks sellele on vähem intensiivseid valdkondi, milles Eestis on maailmatasemel kompetents.
