Yliopiston kotisivu Suomeksi På svenska In English
Helsingin yliopisto Eurooppalainen huippuyliopisto
 

Tulevaisuuden rakentaja vuodesta 1640

Yliopiston historia

Lisätietoja:

Yliopistolliset symbolit
Promootiot
Kanslerit
Statuutit
Ylioppilaskunta
Osakunnat
Helsingin yliopistomuseo
Yliopiston keskusarkisto

Ylioppilasmatrikkeli 1640–1852:

>> Avaa ylioppilasmatrikkeli

Ylioppilasmatrikkeli 1853–1899:

>> Avaa ylioppilasmatrikkeli

Oivallus 02/05: Ytterbyn musta kivi

Mitä yhteistä on energialampulla, avaruusaluksen pintarakenteella ja cd-levyllä? Niissä tarvitaan maametalleja, jotka löydettiin suomalaisen kemistin havaintojen perusteella. Maametallit kiinnostavat erityisesti avaruustekniikan tutkijoita.

Uusi alkuaineryhmä

Suomalainen mineraalikemisti Johan Gadolin (1760-1852) saavutti maailmanmainetta löytäessään 1794 uuden alkuaineen, yttriumin (Y). Havainto oli sysäys kokonaisen uuden alkuaineryhmän harvinaisten maametallien eli lantanidien löytämiselle ja tutkimiselle.

Nykyään yttriumin yhdisteitä käytetään muun muassa väritelevisioiden kuvaputkissa punaisen värin aikaansaamisessa ja timantin korvikkeena. Gadolinin kunniaksi nimettyä maametalli gadoliniumia (Gd) käytetään muun muassa cd-levyissä vahvistamaan sen rakennetta ja parantamaan ominaisuuksia.

 

Kemian tutkimus kehittyi 1700–1800-luvun vaihteessa ripeästi. Uudenlaisen laboratoriotyöskentelyn avulla mineraalien koostumus ja ominaisuudet voitiin selvittää huomattavasti aiempaa tarkemmin. Tämän ansiosta löydettiin 45 uutta alkuainetta, joista peräti 22 oli ruotsalaisten kemistien löytämää.

Merkillinen musta kivi kiinnitti amatöörigeologi, tykistökapteeni C. A. Arrheniuksen huomion Ytterbyn kylän louhoksessa Tukholman lähellä 1787. Kivi toimitettiin Kuninkaallisen Turun Akatemian eli nykyisen Helsingin yliopiston kemian professori Johan Gadolinin tutkittavaksi. Perusteellisissa kokeissaan Gadolin havaitsi, että kivi sisälsi paljon uutta oksidia. Se muistutti ominaisuuksiltaan alumiini- ja kalsiumoksidia, mutta poikkesi kuitenkin selvästi sekä niistä että muista tunnetuista alkuaineista.

Maametallien tutkimus alkoi

Gadolin oli löytänyt uuden alkuaineen. Hän julkaisi tuloksensa 1794, ja muut eurooppalaiset kemistit varmistivat pian löydön. Ytterbyn mustan mineraalin nimeksi vakiintui gadoliniitti ja uuden alkuaineen nimeksi yttrium (alkuaine 39).

Gadolinin löydös oli merkittävä. Sitä seurasi kokonaisen alkuaineryhmän, harvinaisten maametallien eli lantanidien tutkimus, joka jatkui 1800-luvun loppuun asti. Myöhemmin paljastui, että gadoliniitissa oli yhden alkuaineen sijaan kaikkiaan yhdeksän hyvin samankaltaista, toisistaan vaikeasti erotettavaa harvinaista maametallia.

Gadolinin aikana tutkimusmenetelmät eivät vielä olleet kehittyneet niin pitkälle, että hän itse olisi havainnut löydön todellisen laajuuden. Nykytietämyksen mukaan harvinaisten maametallien ryhmään kuuluu seitsemäntoista alkuainetta (Sc, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu sekä Y). Erään näistä sveitsiläinen J.-C. Galissard de Marignac ja ranskalainen F. Lecoq de Boisbaudran nimesivät 1886 gadoliniumiksi (Gd, alkuaine 64). Gadolinium on ensimmäinen ja edelleen ainut suoraan henkilön mukaan nimetty luonnonalkuaine.

Professori ja yrittäjä

Johan Gadolin syntyi Turussa tutkija- ja pappissukuun. Isä Jacob Gadolin oli Suomen ensimmäinen kokeellisen fysiikan tutkija ja akatemian fysiikan sekä teologian professori, ja äiti Elisabet Browallia luonnontieteen professori, piispa Johan Browalliuksen tytär.

 Johan Gadolin kirjoittautui nuorena Turun yliopistoon ja innostui pian kemiasta. Ala kehittyi tuolloin kohti kvantitatiivista laboratoriotutkimusta, joka vaati yhä parempia laitteita ja laboratoriotyöskentelyä, joihin Turun akatemian resurssit eivät riittäneet. Oppiakseen uudet tutkimusmenetelmät Gadolin opiskeli Uppsalassa 1779-83 kemiallisen analyysin kehittäjän, T. Bergmanin johdolla.

Vuonna 1785 Gadolin kutsuttiin Turun Akatemiaan ylimääräiseksi professoriksi. Hänet nimettiin kemian apulaiseksi 1789 ja professoriksi i surviance; hänet nimettiin automaattisesti kemian professoriksi 1797 edeltäjän kuoltua. Professorin virkaa Gadolin hoiti vuoteen 1822.

Professori Gadolin oli myös yrittäjä, joka maatilan lisäksi johti tupakkatehdasta, valmisti mineraalivettä ja omisti puolet lasitehtaasta. Gadolin oli mukana perustamassa Suomen Talousseuraa, joka pyrki soveltamaan kemian ja fysiikan alan osaamista käytäntöön. Gadolin eli kunnioitettavaan 92 vuoden ikään - runsaasta tupakoinnistaan huolimatta.

Täsmällisiä mittauksia

Pysyäkseen mukana kemian voimakkaassa uudistuksessaGadolin teki 1786-88 opintomatkan tapaamaan alan kansainvälistä parhaimmistoa. Heihin kuului kemian Crells chemische Annalen-julkaisusarjan perustaja Lorenz Crell sekä kemistit Richard Kirwan ja Adair Crawford. Myöhempi jatkuva yhteydenpito eurooppalaisiin kollegoihin varmisti Gadolinin tieteellisten tulosten kansainvälisen hyväksymisen ja tunnettuuden, mikä oli lähes yhtä oleellista kuin itse tulokset ja niiden oikeellisuus.

Tutkimusurallaan Gadolin keskittyi selvittämään ominaislämmön teoriaa, palamisteoriaa sekä tekemään tarkkoja käytännön kokeita. Gadolin oli erityisen taitava analyyttisen kemian alalla ja sai kansainvälistä kuuluisuutta muun muassa analysoimalla eri rautayhdisteitä.

Gadolin on tunnettu täsmällisestä ja huolellisesta työstä; hänen mittaamiaan arvoja ei ole tarvinnut jälkeenpäin paljon korjata. Hänen tieteellinen tuotantonsa oli laaja ja monipuolinen ja hänen kokeelliset tutkimuksensa uraauurtavia. Gadolin oli ensimmäisiä kemistejä, jotka käyttivät kokeellisia menetelmiä.

Kemian näytöksiä keisareille

Gadolin oli kemian opetuksen edelläkävijä. Astuessaan kemian professorin virkaan hän ryhtyi ensi töikseen järjestämään uutta laboratoriorakennusta. Sitä odotellessa Gadolin antoi ylioppilaiden käyttää omaa, Turun Luostarinmäellä olevaa laboratoriotaan harjoitusten tekemiseen. Tämä oli merkittävä uudistus jopa eurooppalaisella tasolla. Opiskelijoiden laboratorioharjoitukset yleistyivät vasta 1820-luvulla.

Suomalaisen kemian tutkimuksen ensimmäinen nousukausi 1700-luvulla oli Gadolinin ansiota. Alan tutkimus oli Suomessa pitkälti hänen varassa. Gadolinin kansainvälistä arvostusta osoittaa muun muassa se, että Götingenin yliopisto kutsui hänet kemian oppituolin haltijaksi nimekkään J. F. Gmelinin jälkeen 1804, mistä Gadolin kieltäytyi. Hänet valittiin myös 12 ulkomaisen tiedeseuran jäseneksi ja kahden kunniajäseneksi.

Gadolinin kemialliset kokeet olivat niin suuressa arvossa, että kun keisarit Aleksanteri I ja Nikolai I vierailivat yliopistossa 1819 ja 1820, ohjelman keskeisenä osana olivat vanhan herra Gadolinin esittämät kemialliset näytökset siinä missä ylioppilaiden hurraa-huudotkin.

Katu, ravintola ja mitali

Jälkipolvet eivät ole unohtaneet Johan Gadolinia. Niin Turussa kuin Helsingissä voi kävellä pitkin Gadolininkatua. Gadolinia-nimen ovat saaneet paitsi Åbo Akademin kemian rakennus myös turkulainen kahvila ja ravintola.

Postimerkki numero 196 kantaa Gadolinin kuvaa, ja Gadolin oli yksi vuoden 2004 Suuret suomalaiset -kilpailun ehdokkaista. Eurooppalaisten kemianseurojen liiton (FECS) kilpailussa 2001 hänet äänestettiin sadan huomattavimman eurooppalaisen kemistin listalle.



Entä nyt?

Kullankalliit

Maametalleja eli lantanideja käytetään nykyään kemian teollisuudessa, tekniikan eri aloilla ja sähkötekniikassa.

- Kaikki väritelevision värit ja voimakkaimmat kestomagneetit tehdään lantanidien avulla, sanoo Teknillisen korkeakoulun epäorgaanisen kemian professori Lauri Niinistö.

Jo pienillä määrillä punaista yttriumia tai hopeanvalkoista gadoliniumia voidaan muiden metallien ominaisuuksia huomattavasti parantaa. Hapettumista estäviä lantanideja käytetään esimerkiksi arkistokelpoisissa tarraliimoissa.

Gadoliniumilla on lisäksi epätavallisen suuria suprajohtavia ominaisuuksia – sillä on lähes olematon sähkövastus.

- Lantanideilla on arvaamattoman monta sovellusmahdollisuutta nykyteknologiassa, muun muassa suprajohde- ja avaruustekniikassa. Ne voivat myös olla ratkaisu tutkijoiden toiveeseen rakentaa ilman vastusta toimiva sähkömoottori. Tällainen moottori säästäisi energiaa ja sillä olisi valtavat taloudelliset vaikutukset, toteaa geologian professori Martti Lehtinen.

 

Lähteet

Painamattomat lähteet:

Internet:

Lenntech: Gadolinium – Gd. http://www.lentech.com/Periodic-chart-elements/Gd-en.htm. (tammikuu 2005)

Niinistö, Lauri: Johan Gadolin. Kansallisbiografia. http://www.kansallisbiografia.fi/. (joulukuu 2004)

Science Lab.com, Chemicals & Laboratory Equipment. http://www.sciencelab.com/data/elements/Gd.shtm (tammikuu 2005)

Suuret Suomalaiset: Johan Gadolin. http://www.yle.fi/suuretsuomalaiset/ehdokkaat/ (tammikuu 2005)

University of California for the US Department of Energy. http://pearl1.lanl.gov/periodic/elements/39.html. (tammikuu 2005)

University of California for the US Department of Energy. http://pearl1.lanl.gov/periodic/elements/64.html. (tammikuu 2005)

Wikripedia. Den Fria Encyklopedin. Yttrium. http://en.wikipedia.org/wiki/Yttrium, (tammikuu 2005)

Suulliset lähteet:

Professori Martti Lehtinen, emeritusprofessori Ilmari Haapala, professori Lauri Niinistö ja tiedotuspäällikkö Jan Rydman.

Painetut lähteet:

Kirjallisuus, lehdet ja aikakausilehdet:

Engels, Siegfried & Nowak Alois: Kemian keksintöjä. Alkuaineiden löytöhistoria. Helsinki 1992.

Klinge, Matti & Leikola, Anto: Kuninkaallinen Turun Akatemia 1640-1808. Keuruu 1987.

Klinge, Matti: Keisarillinen Aleksanterin Yliopisto 1808-1917. Keuruu 1989.

Klinge, Matti: Gadolin tobaksfabrikant och kemist med världsrykte. Professorer. (Jyväskylä 1989).

Leikola, Anto: Johan Gadolin. Suomen tieteen merkkiteoksia. Näyttely 30.8.-12.11.1978. Helsingin yliopiston kirjasto.

Leikola, Anto: Suomen kuuluisin kemisti Johan Gadolin (1760-1852), Kansallisgalleria. Suuret suomalaiset. Vol. 1. 1995.

Pyykkö, Pekka: Kemia. Tommila, Päiviö (toim.): Suomen tieteen historia 3. Porvoo 2000.

Talvitie, Arvi: Epäorgaaninen kemia sekä orgaanisen kemian alkeet.

Tommila, Päiviö: Kansallisen tiedeyliopiston alku. Tommila, Päiviö (toim.): Suomen tieteen historia 1. Porvoo 2001.

Urpiainen, Erkki: Hyödyn ja uushumanismin kausi. Tommila, Päiviö (toim.): Suomen tieteen historia 1. Porvoo 2001

 

 

 

Oivallukset:

Oivallusten etusivu

Oivallus 01/05 - Lexell
ja pyrstötähden arvoitus

Oivallus 02/05 - Ytterbyn musta kivi

Oivallus 03/05 - Kaikkien sähkölaitteiden kantaisä

Oivallus 04/05 - Mistä tiedät punaisen?

Oivallus 05/05: Kivi muuttuu

Oivallus 06/05: Tarina siitä, kuinka pääsimme Tuhkimon jäljille

Oivallus 07/05: Maisema kaikilla aisteilla

Oivallus 08/05: Oivaltavaa matematiikkaa

Oivallus 09/05: Hengenpelastajamääritelmä

Oivallus 10/05: Suolaa ja happoa

Oivallus 11/05: Kaikki samaan kuvaan!