Nykyteknologia tarvitsee materiaaleja, jotka kestävät ääriolosuhteita

17.8.2020
Flyura Djurabekova kehittää kollegoineen materiaaleja, jotka kestävät voimakasta säteilyä ja muita ääriolosuhteita. Kestävät materiaalit vähentävät kalliiden varaosien tarvetta.

Mitä tutkit?

Olen kiinnostunut materiaalien ominaisuuksien muutoksista erilaisissa ääriolosuhteissa.

Uraauurtava fysiikan tutkimus ja uusi teknologia vaativat nykymateriaaleilta uudenlaista käyttövarmuutta. Materiaalien on kestettävä korkeita lämpötiloja ja kovaa painetta, mutta turvallisuuden takia niiden on oltava ennen kaikkea säteilynkestäviä. Ympärillämme olevat materiaalit ovat tätä päivää, mutta vahvat, säteilynkestävät ja samalla kustannustehokkaat materiaalit ovat tulevaisuutta.

Fyysikoiden ja insinöörien onnistuneella yhteistyöllä luodaan uusia laitteita, joita voidaan käyttää edistyneen fysiikan kokeissa Maassa ja avaruudessa. Kokeiden ansiosta nyt ja tulevaisuudessa tehdyt keksinnöt avaavat uusia näkymiä materian ja maailmankaikkeuden syvimpään olemukseen. Jotta kokeet onnistuvat, materiaaleja on kehitettävä entistä lujemmiksi, kestävimmiksi ja vastustuskykyisemmiksi.

Teen kollegoineni yhteistyötä plasmafysiikkatutkijoiden kanssa. Tavoitteenamme on ympäristöystävällinen ja tehokas sähköntuotanto fuusioon perustuvissa tulevaisuuden voimaloissa.

Mihin ja miten tutkimusaiheesi vaikuttaa?

Äärioloissa oleviin materiaaleihin kohdistuvan tutkimuksen onnistumisella on välitön yhteiskunnallinen vaikutus. Yksi tutkimushankkeistamme keskittyy tekemään totta eräästä ihmiskunnan suuresta haaveesta: edullisesta, ympäristöystävällisestä ja kestävästä energianlähteestä.

Tuhlailevan energiankulutuksen vähentämiseksi haluamme kollegoideni kanssa selvittää muun muassa, miten sähkökenttien voimakkuutta voidaan kasvattaa hajottamatta kallisarvoisia laitteita. Haluamme oppia tuntemaan voimakkaalle säteilylle altistuvissa materiaaleissa tapahtuvia muutoksia. Siten pystymme rakentamaan turvallisia ja luotettavia voimaloita. Äärioloja kestävien materiaalien avulla voidaan myös vähentää kalliiden varaosien tarvetta.

Tutkimuksemme tukee suurenergiafysiikan alaa, koska suurenergiafysiikassa pyritään kurkistamaan tunnetun tiedon ulkopuolelle ja löytämään maailmankaikkeuden arvoitusten puuttuvia palasia.

Mikä alallasi inspiroi sinua erityisesti juuri nyt?

Materiaaleissa tapahtuvan atomien vuorovaikutuksen monimutkaisuuden ymmärtäminen on meidän alallamme erittäin tärkeää. Hyvän teoreettisen mallin avulla saatetaan kyetä tekemään tarkkoja ennusteita materiaalien rakenteellisista muutoksista erilaisten olosuhteiden vallitessa. Tämän vuorovaikutuksen luonnetta on kuitenkin erittäin vaikea kuvailla yksittäisen matemaattisen lausekkeen avulla.

Olemme vastikään alkaneet hyödyntää tekoälymenetelmiä, joilla pystytään johtamaan mittavista tietomääristä ihmissilmälle näkymättömiä funktionaalisia kaavoja.

Helppoa se ei ole, mutta ensimmäiset tulokset ovat innostavia. Olen varma, että pystymme aikanaan rakentamaan mistä tahansa materiaalista malleja, joiden avulla voidaan moninkertaistaa teoreettisten ennusteiden tarkkuutta.

Flyura Djurabekova on äärimmäisten olosuhteiden materiaalifysiikan professori matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa.

Katso Flyura Djurabekovan uuden professorin juhlaluento 8.9.2020 YouTubessa.

Tutustu muihin uusiin professoreihin.

Flyura Djurabekova

Flyura Djurabekova

Äärimmäisten olosuhteiden materiaalifysiikan professori