Teksti Marja Ollakka, kuva Juha Laitanen
Tähtien sota -elokuvista tutun Luke Skywalkerin ihmismäinen robottikäsi voi tulevaisuudessa olla totta, kun Aku Lampinen pääsee jatkokehittelemään väitösaihettaan.
Aku Lampinen, 29, tutki väitöskirjassaan, miten grafeenia voi muokata sykkivällä laserilla ja ihmisen kehon proteiineilla. Tavoitteena on kehittää uuden sukupolven hermorajapintoja, joita käyttäen ihminen voi tuntea kosketuksen ja lämmön robottiraajalla kuten luonnollisella raajallakin.
Grafeeni on erittäin ohut, kevyt, läpinäkyvä ja samalla vahvin tunnettu materiaali. Se johtaa hyvin sähköä ja lämpöä.
Mikä on väitöskirjasi merkittävin tulos?
Väitöskirjassani on kolme merkittävintä tulosta. Ensinnäkin onnistuimme käyttämään Jyväskylän yliopistossa kehitettyä kaksifotonihapetusmenetelmää (2PO) hallitaksemme grafeenista tehtyjen kanavatransistorimittalaitteiden herkkyyttä pH:n ja kalsiumionikonsentraation muutoksille.
Lisäksi 2PO-menetelmän avulla pystyimme hallitsemaan proteiinien tarttumista grafeenin pinnalle. Tämä onnistui, koska hapetettu ja hapettamaton grafeeni sitovat proteiineja eri tavoin ei-kovalenttisten vuorovaikutusten kautta.
Ja viimeisenä, muttei vähäisimpänä: Proteiinien kiinnittymistä grafeenin pintaan oli vaikea mitata, koska aiemmat menetelmät eivät pystyneet tarkasti määrittämään näin ohuiden kerrosten paksuutta ja peittoa. Ratkaisin ongelman kehittämällä uuden analyysimenetelmän, joka hyödyntää atomivoimamikroskoopilla saatua topografiadataa.
Miten tuloksiasi voi soveltaa?
Väitöskirjani tulokset vievät hermorajapintojen kehitystä eteenpäin ja auttavat luomaan parempia ratkaisuja amputoiduille. Tavoitteena on, että menetetyn raajan tilalle voitaisiin kehittää keinotekoinen raaja, joka toimisi luonnollisesti, tuntuisi käyttäjälle intuitiiviselta ja parantaisi hänen elämänlaatuaan huomattavasti nykyisiä vaihtoehtoja paremmin.
Jotta voimme saada aikaan joustavia, kroonisesti implantoituja ja ihmisen keholle turvallisia mittalaitteita hermosolujen aktiivisuuden mittaamiseen ja stimulaatioon, täytyy osata käyttää uudenlaisia materiaaleja perinteisten jäykkien metallien sijaan. Väitöskirjani loi lisää tietoa tämän aiheen parista.
Mitä väitöksen tekeminen merkitsi sinulle?
Olen jo toistakymmentä vuotta haaveillut tutkijan urasta, jolla pääsisin viemään nykyistä protetiikan alaa eteenpäin. Nyt kun olen väitellyt tohtoriksi, olen astunut tuon uran eteiseen ja koko maailma on avoinna. Tämä oli tärkeä ja oleellinen osa unelmani saavuttamista.
Mitä teet urallasi seuraavaksi?
Seuraavaksi etsin itseäni kiinnostavan tutkimusryhmän maailmalta, olipa se melkein missä tahansa, ja lähden sinne kehittämään osaamistani vielä pidemmälle. Näin haluan mahdollistaa paluun myöhemmin takaisin Suomeen ja tuoda mukanani arvokasta osaamista.
Mikä toimii parhaiten työsi vastavoimana?
Olen harrastanut musiikkia koko ikäni ja opintojeni aikana olen soittanut ainakin viidessä eri orkesterissa klarinettia ja laulanut tenorina kahdessa kuorossa. Musiikin harrastaminen on erinomainen tapa saada ajatukset pois töistä. Tämän lisäksi omatoiminen liikunta on ollut erittäin tärkeässä osassa, vastapainona sille kaikelle tietokoneen ääressä istumiselle, mitä tutkimustyö vaatii.
FM Aku Lampisen väitöskirja Towards Next-Generation Peripheral Nerve Interfaces: Tuning Graphene Field- Effect Transistor Biosensor Devices by Two-Photon Oxidation and Protein Functionalization tarkistettiin Jyväskylän yliopistossa 31.1.2025. Vastaväittäjänä toimi professori Georg Düsberg (University of the Bundeswehr Munich, Saksa) ja kustoksena Jyväskylän yliopiston Kemian laitoksen johtaja, professori Mika Pettersson.
Lue lisää:
Aku Lampinen ORCID-tietokannassa
Hiilipallon uudet muodot – tutuksi luultu hiili tuottaa tutkijoille yllätyksiä
Tulevaisuuden polymeerirobotit liikkuvat valon avulla
Minna Siekkinen tutki väitöksessään bioaktiivisen lasin käyttöä
