Jos näet Helsingin kaduilla mustanpuhuvan sähkömopon täynnä omituisia mittalaitteita, ei kannata huolestua. Kyse on ainoastaan aerosolifysiikan professori
Kangasluoman tutkimusryhmän kehittämä sähkömopo toimii liikkuvana mittausalustana, joka kerää reaaliaikaista tietoa kaupunkiympäristön olosuhteista. Se mittaa ilman lämpötilaa, kosteutta, tuulta, säteilyä ja pienhiukkasia, kartoittaa melua, valaistusolosuhteita ja ilmanlaatua. Se kuvaa ja analysoi maanpinnan kuntoa, pitoa ja lämpötilaa.
Lisäksi järjestelmällä voi seurata ihmisvirtoja, katutilan käyttöä sekä paikannuksen ja tietoliikenteen toimivuutta.
– Ajatuksena on, että liikkuvan laitteiston avulla voimme tehdä ketterästi mittauksia ja kerätä monipuolista dataa jopa katujen tarkkuudella, Kangasluoma kertoo.
Yhä tiiviimmin rakennetuissa kaupungeissa pienetkin erot tuulessa, lämpötilassa ja ilman epäpuhtauksissa voivat vaikuttaa merkittävästi siihen, kuinka viihtyisäksi ja terveelliseksi kaupunkiympäristö koetaan.
– Näin voimme esimerkiksi kartoittaa liikenteen määrän vaikutusta pienhiukkasiin tai ympäristöään kuumempien lämpösaarekkeiden muodostumista kaupungissa.
Juttu jatkuu kuvan jälkeen.
Mittalaite paljastaa nanohiukkaset
Mittalaitteiden kanssa puuhaaminen on Kangasluoman leipälaji. Hän määrittelee itsensä ensisijaisesti laitekehittäjäksi.
Tämä ei ole ihan yksinkertaista, sillä pienhiukkasiakin on monen kokoisia ja ilman tarkkoja mittauksia pienemmät hukkuvat helposti isompien alle.
Vaikka esimerkiksi kymmenien nanometrien eli metrin sadasmiljoonasosien ja nanometrien eli metrin miljardisosien mittaluokan hiukkaset voivat kuulostaa olevan samaa kokoluokkaa, painavat ensin mainitut helposti sata kertaa jälkimmäisiä enemmän. Juuri kaikkein pienimmät hiukkaset ovat terveydelle ja ilmastolle erityisen merkittäviä, koska ne voivat kulkeutua syvälle hengitysteihin ja vaikuttavat samalla pilvien syntyyn ja siten myös ilmaston säätelyyn.
– Jotta pääsemme käsiksi kaikkein pienempien hiukkasten koostumukseen, meidän täytyy pystyä suodattamaan isommat ensin pois, ja sen jälkeen keräämään kaikki pienempien hiukkasten massa mittalaitteille hukkaamatta sitä missään osassa laitteistoa, Kangasluoma kertoo.
Tähän tarvitaan mittalaitteistoja, joissa hiukkaset erotellaan koon mukaan, haihdutetaan höyryksi, sähköistetään ja analysoidaan massaspektrometreilla.
Aikaisemmasta laitekehityksestä on versonut myös spinout -yritys
Mistä pilvi kasvaa?
Ilman hiukkasten analyysin voisi ajatella liittyvän ilmanlaadun seurantaan. Kyse on siitäkin, mutta samalla kyse on ilmakehä- ja aerosolitieteen perustutkimuksesta, Kangasluoma kertoo.
Pilvien muodostumisen pienin mittakaava kytkeytyy nanohiukkasiin: vesi alkaa tiivistyä noin 50–100 nanometrin kokoisten hiukkasten pinnalle. Silloin hiukkanen kasvaa nanomittakaavasta suuremmaksi ja voi kehittyä edelleen pilvipisaraksi.
– Nanohiukkasten kasvuun ja pilvien muodostukseen liittyy vielä paljon mitä emme ymmärrä. Tarkempi ymmärrys ilmakehän pienhiukkasista antaa uutta dataa mallien pohjaksi. Pilvien synty ja ominaisuudet vaikuttavat suoraan siihen, kuinka paljon auringon säteilyä heijastuu takaisin avaruuteen ja kuinka paljon lämpöä jää ilmakehään.
Kangasluomaa motivoi erityisesti se, että perustutkimuksen tulokset voivat päätyä osaksi konkreettisia ratkaisuja kaupungeissa ja mittausverkostoissa.
– On hienoa nähdä, miten nanomittakaavan ilmiöistä päädytään lopulta asioihin, jotka vaikuttavat suoraan ihmisten arkeen ja terveyteen, hän sanoo.