Teksti Kemia-lehti, kuvat Fresia Godoy, Cristina Palma, Juho Leikas
Gust. Kompan 2023 palkinto jaettiin Janne Naapurin ja Jussi Isokuortin kesken. Tuomaristo teki poikkeuksellisen tuplavalinnan, sillä molemmat väitökset ovat erinomaisia ja vaikuttavia. Lue väitösten esittelyt ja ensitunnelmat.
Gust. Komppa -palkitut julkistettiin 1.12.2023 Kansallisteatterissa. Suomalaisten Kemistien Seura antoi arvostetun palkintonsa tekniikan tohtori Jussi Isokuortille Tampereen teknillisestä yliopistosta sekä tekniikan tohtori Janne Naapurille Aalto-yliopistosta. Voittajat valittiin vuoden 2022 parhaiden kemian väitöskirjojen joukosta.
”Yllätys oli melkoinen ja tulee saamaan hymyn huulille vielä pitkään.”
Jussi Isokuortin väitöskirja
Jussi Isokuortin väitöskirjassa Triplet energy transfer in photon upconversion and photoswitching on tutkittu triplettienergian siirtoa erityisesti triplettifuusioon perustuvan valon ylöskonversion ja valokytkemisen yhteydessä.
Miksi valitsit aiheesi väitöskirjaan?
”Opiskelin kandivaiheessa sekä fysiikkaa että kemiaa. Valokemia sijaitsee todellakin näiden tieteenalojen rajapinnassa. Koin, että voin tavallaan jatkaa molempien, fysiikan ja kemian, oppimista ja hyödyntämistä.”
Miltä palkinnon saaminen tuntuu?
”Palkinto tuntuu todella elähdyttävältä ja motivoivalta. En todellakaan osannut odottaa palkintoa, joten ! Se tuntuu myös erityisen hienolta kirsikalta kakun päällä koko pitkän väitöskirjarupeaman jälkeen ja todistaa ohjaajieni erinomaisuutta.”
Miten jatkat tieteellistä työtäsi?
”Nyt jatkan väitöskirjasta tuttujen aiheiden parissa tutkimusta University of Texas at Austinissa professorien Sean Robertsin ja Zachariah Pagen tutkimusryhmissä. Täällä pääsen pureutumaan hieman syvemmin valon ylöskonversion fysikaaliseen taustaan, mutta myös sen soveltamiseen 3D-tulostamisessa.”
Mitä Jussi Isokuortin väitöskirja osoitti?
Valon ylöskonversio triplettifuusiolla perustuu valon energian keräämiseen metastabiileihin triplettitiloihin, jotka voivat fuusioitua muodostaen korkeamman energian virittyneitä singlettitiloja. Triplettienergian siirto on siis erottamaton osa triplettifuusioon perustuvaa ylöskonversiota.
Valokytkeminen tai valoisomerointi tarkoittaa molekyylien rakenteen ja siten niiden ominaisuuksien ohjaamista valolla. Joidenkin valokytkinten, kuten tässä väitöskirjassa käytettyjen atsobentseenien, isomerointi voidaan suorittaa triplettienergian siirron avulla.
Tämä työ syventää tietoa triplettienergian siirrosta ja sen hallinnasta valon ylöskonversiossa ja valokytkemisessä, mikä viitoittaa niiden käyttöönottoa käytännön sovelluksissa.
Virittyneitä triplettitiloja hyödyntäviä valokäyttöisiä prosesseja voidaan käyttää esimerkiksi kestävämpien teknologisten valmistusmenetelmien ja synteesien, tehokkaamman aurinkoenergian tuotannon, turvallisempien ja tehokkaampien hoitomuotojen, sekä herkempien anturien ja kuvantamisen kehittämisessä.
”Ala on edistynyt huimasti, ja olen innolla mukana käytännön sovellusten kehityksessä.”
Janne Naapurin väitöskirja
Janne Naapurin väitöskirjatyössä Biocatalytic and chemoenzymatic synthesis of O-heterocycles from allenols on kehitetty uusia biokatalyyttisiä allenolien syklisointireaktioita synteettisesti hyödyllisten furaani- ja pyraanirakenteiden muodostamiseksi taloudellisesti ja ekologisesti kannattavissa kemoentsymaattisissa, yhden astian prosesseissa.
Miksi alun perin valitsit aiheesi väitöskirjaan?
”Entsyymit luonnon katalyytteinä tarjoavat hienoja mahdollisuuksia vihreän kemian siirtymälle. Olin innoissani, kun minulle tarjoutui mahdollisuus aloittaa väitöskirjatutkimukseni professori Jan Deskan työryhmässä näiden biokatalyyttien valjastamiseksi synteettisen kemian työkaluiksi.
Yhdessä suunnittelimme aihealueen, jossa tarkoituksena oli tuoda esiin kemoentsymaattisten prosessien potentiaalia ja kehittää sitä epätyypillisillä keinoilla kuten kolloidisilla väliaineilla tai biohybridimateriaaleilla.”
Miltä palkinnon saaminen tuntuu?
”Tämän palkinnon vastaanottaminen on suuri kunnia ja olen todella kiitollinen, että väitöskirjaani arvostettiin näin korkealla tavalla. Valinta oli minulle iso ja iloinen yllätys.”
Miten jatkat tieteellistä työtäsi?
”Työni biokatalyyttien parissa jatkuu tällä hetkellä Helsingin yliopistolla. Tutkin edelleen biokatalyyttien käytettävyyttä lisääviä innovaatioita, kuten ionisia nesteitä tai syväeutektisia liuottimia. Ala on edistynyt huimasti väitöskirjatyöni aloituksen jälkeen, ja olen innolla mukana kasvavassa käytännön sovellusten kehityksessä.”
Mitä Janne Naapurin väitöskirja osoitti?
Tutkimustuloksia pystyttiin hyödyntämään heterogeeniseen katalyysiin, jossa entsyymejä ja metallinanopartikkeleita yhdistäviä biohybridimateriaaleja käytettiin kaksoisaktiivisina katalyytteinä.
Näin tuotettuja biohybridejä pystyttiin kaksoistoimintansa ansiosta käyttämään katalyytteinä prosessin eri reaktiovaiheissa.
Tutkimuksessa selvisi myös, että lipaasit ja hopea-nanopartikkelit yhdistävien biohybridien käyttö ainoina, hyvin selektiivisinä katalyytteinä soveltuivat enantiopuhtaiden dihydrofuraanien tuottamiseen.
Käytetyt menetelmät ja kehitetyt biosynteesit edustavat pitkälle vietyä, systemaattista ja selektiivistä synteettistä osaamista, joka mahdollistaa ympäristöystävällisten kemiallisten tuotteiden suunnittelun ja tuottamisen.
Arvostelulautakunta: Merkittäviä töitä tieteelliselle yhteisölle
Suomalaisten Kemistien Seuran arvostelulautakunta toteaa, että molempien väitöskirjat edustavat erittäin korkeaa tieteellistä tasoa, ja ne koostuvat useista korkean vaikuttavuuden tutkimusartikkeleista.
Arvostelulautakuntaa ilahdutti se, että töissä heijastuu laaja menetelmäosaaminen ja tutkimusryhmien välinen tieteellinen vuorovaikutusverkosto, jonka tuloksena töissä on sovellettu laajasti eri menetelmiä tutkittavien kemiallisten kohteiden kehittämiseen, tuottamiseen ja analysointiin.
Isokuortin aihepiiri on valokennoihin liittyvä fysiko-kemiallinen teoreettinen ja kokeellinen osaaminen. Naapurin aihe on biokatalyytteihin liittyvä, kestävään kehitykseen nivoutuva synteesisuunnittelun ja syntetiikan toteutus.
”Aihepiirit vahvistavat näkemystä töiden merkittävyydestä tieteelliselle yhteisölle, kemian yliopisto-opetuksen oppimateriaaleina sekä yhteiskunnallisesti merkittävän perustutkimuksen roolista yhteiskunnallisen kemian osaamisen kehittämisen näkökulmista”, Suomalaisten Kemistien Seuran arvostelulautakunta kiteyttää.
Lue myös Tao Zou sai Gust. Kompan palkinnon ligniinitutkimuksestaan 2022
