|
|
|
Hankekoodi: A73998
Hankkeen nimi: Mikromagneettikuvaukseen perustuva kehitys- ja innovaatioympäristö materiaalitutkimuksen teollisiin sovelluksiin, kehitys (MikroMRI)
Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen
Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta
Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.8.2018 ja päättyy 28.2.2021
Toiminnan tila: Toiminta päättynyt
Vastuuviranomainen: Pohjois-Savon liitto
Hakijan virallinen nimi: Itä-Suomen yliopisto
Organisaatiotyyppi: Yliopisto
Y-tunnus: 2285733-9
Jakeluosoite: Yliopistonranta 1
Puhelinnumero: 0294 45 1111
Postinumero: 70211
Postitoimipaikka: Kuopio
WWW-osoite: http://www.uef.fi
Hankkeen yhteyshenkilön nimi: Mikko Nissi
Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Akatemiatutkija
Yhteyshenkilön sähköpostisoite: mikko.nissi(at)uef.fi
Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0505955517
Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely:
TAVOITTEET
Itä-Suomen yliopiston (UEF) terveystieteiden tiedekunnan (TT) ja Luonnontieteiden ja metsätieteiden tiedekunnan (LuMet), sekä kehityshankkeen osalta Savonia-AMK:n ja Luonnonvarakeskuksen (Luke) yhteinen projekti, jossa hankitaan mikroskooppiseen magneettikuvaukseen (MRI) sopiva laitteisto. Uudella laitteella voidaan tehdä paitsi lääketieteellistä kuvantamista kudosnäytteistä myös pienten materiaali- (esim. puujalosteet, lääketabletit, kumirakenteet) ja biologisten (esim. elintarvikkeet, kasvit) näytteiden hienorakenteen ja dynamiikan entistä tarkempaa kuvantamista näytettä vahingoittamatta. Toisin kuin materiaalien karakterisoinnissa yleisesti käytetyt epäsuorat esim. kemialliset analyysimenetelmät, mikro-MRI mahdollistaa materiaalin ominaisuuksien arvioinnin suoraan. Moderni mikro-MRI mahdollistaa mm. molekyylitason vuorovaikutusten, virtauksen ja diffuusion 3-D kuvantamisen 30 um resoluutiolla, mikä ei ole mahdollista millään muulla kuvantamismodaliteetilla. Hanke pohjautuu kuvantamisen ympärille kehittyneeseen valtakunnallisesti ainutlaatuiseen ja kansainvälisesti merkittävään erityisosaamiseen. Projektissa mikromagneettikuvannuksen mahdollisuuksia kehitetään alueen puunjalostuksen ja elintarvikealan kansainvälisten ja PK-tason yritysten tarpeita vastaavaksi. Uusia menetelmiä voidaan soveltaa myös hyvinvointiteknologian yritysten kanssa, joiden kanssa yliopistolla ollut jo aiempaa yhteistyötä.
TOIMENPITEET
Hankkeen investointiosassa siirretään yliopiston omistama 11T spektroskopiamagneetti UEF:n A.I.Virtanen -instituutin kuvantamisyksikköön ja varustetaan se mikrokuvantamisyksiköllä. Laitteisto integroituu osaksi sekä kuvantamisyksikön että SIB-labsin olemassa olevaa palvelutoimintakonseptia, mikä takaa toiminnan jatkuvuuden hankkeen päättymisen jälkeen. Investointiin olennaisesti liittyvä kehittämishanke koostuu seuraavista toimenpiteistä:
1) Uuden laitteiston käyttöönotto
2) Tärkeimpien mikrokuvantamismenetelmien implementointi ja testaus
3) Toimintatapojen luominen akateemisille ja yritysmaailman toimijoille projektien toteuttamiseksi uudella laitteistolla, sekä SIB-labsin että biolääketieteellisen kuvantamisyksikön kautta.
4) Laitteiston ja toimintatapojen testaaminen kolmella yritysten ja/tai julkisten toimijoiden kanssa yhdessä toteutettavalla pilottiprojektilla. Pilotit suunnitellaan yhteistyössä alueen yritysten kanssa, millä varmistetaan yritysten sitoutuminen projektiin. Alustavat pilottiprojektit keskittyvät puujalosteiden- ja kuminäytteiden sekä viljan ja puun siementen kuvantamiseen.
5) Tiedottamis- ja koulutusosuudessa luodaan esittelyaineisto uuden menetelmän mahdollisuuksista ja sitä levitetään verkkosivujen kautta, osallistumilla seminaareihin ja koulutustapahtumiin sekä suorilla yrityskontakteilla.
TULOKSET
Uusi laitteisto vahvistaa Savilahden kampuksen tutkimus-, kehitys- ja innovaatiokeskittymää kustannustehokkaalla tavalla, koska uusi laitteisto hyödyntää yliopistolla jo olevaa 11 T spektroskopiamagneettia, joten kustannukset jäävät alle kolmasosaan uuden laitteiston hinnasta. Projekti mahdollistaa mikromagneettikuvantamiseen perustuvan osaamisen hyödyntämisen materiaalikehitystä ja elintarvike- sekämaataloustuotantoa tekevien yritysten tarpeisiin ja siten vahvistaa Itä-Suomen alueen yritysten innovaatiotoimintaa ja kilpailukykyä. Vastaavaa osaamista ei ole helposti saatavilla muualla Suomessa.
Hankkeen kohderyhmiin kuuluvat Pohjois-Savon alueella toimivat kansalliset ja kansainväliset yritykset (Valmet Technologies Oy, Teknikum Yhtiöt Oy, Powerflute Oy) ja julkiset toimijat (Savonia AMK) sekä Itä-Suomen yliopisto, SIB-labs, Sovelletun fysiikan laitos ja A.I. Virtanen -instituutin kuvantamisyksikkö.
Pilottitoimintaan osallistuvat yritykset ja muut UEF ulkopuoliset toimijat:
Powerflute Oy
Valmet Technologies Oy
Teknikum Yhtiöt Oy
Savonia-amk
Luonnonvarakeskus (Luke)
Välillisiä kohderyhmiä hankkeessa ovat mm. yritykset, jotka ovat ilmaisseet mielenkiintonsa mikroMRI-kuvantamismenetelmää kohtaan ja haluavat kuulla projektin tuloksista, mutta eivät ole tässä vaiheessa suoraan sitoutuneet projektiin mukaan. Tällaisia yrityksiä ovat erityisesti hyvinvointiteknologiayritykset kuten Orion Pharma, jonka mielenkiinnon kohteena on esimerkiksi menetelmän mahdollistama tablettien ja tablettien liukenemisen tutkimus ja FinVector, jotka ovat kiinnostuneet menetelmän soveltuvuudesta viruspartikkelien tuotannossa.
Savonia-AMK:n eri osa-alueiden, kuten luonnonvara-alan ja materiaalitekniikan alan edustajat ovat ilmaisseet mielenkiintonsa menetelmää ja sen sovelluksia kohtaan ja ovat ilmeisiä välillisiä kohderyhmiä menetelmän tulevan käytön ja sovellusten käyttöönotossa omien tutkimustensa ja yritysyhteyksiensä myötä. Samoin Luonnonvarakeskuksessa on ilmaistu runsaasti kiinnostusta laajentaa kehitettyjä menetelmiä mm. silmukuvantamiseen ja maanparannukseen liittyvään maaperätutkimukseen. Myös yliopiston sisällä toimivat kasvi- ja metsäjalostusyksiköt ovat ilmaisseet mielenkiintonsa tuloksiin.
Projektia seuraavat yritykset ja muut UEF ulkopuoliset toimijat:
Savon Siemen
Peltosiemen
Savonia-AMK betoniyksikkö
Luonnonvarakeskus, maaperätutkimus
Orion Pharma
Charles River Discoveries
KCT Kuopio Center for Gene and Cell Therapy
FinVector Vision Therapies
Aurealis Pharma
Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 172 966
Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 158 953
Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 237 596
Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 218 619
Maakunnat: Pohjois-Savo
Seutukunnat: Kuopion, Ylä-Savon, Sisä-Savon
Kunnat: Suonenjoki, Kuopio, Iisalmi
Jakeluosoite:
Postinumero:
Postitoimipaikka:
Suunniteltu: 1, joihin työllistyvät naiset 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joihin työllistyvät naiset 0.00
Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0
Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0.00, joista naisten perustamia 0.00
| Välitön | Välillinen | |
| Ekologinen kestävyys | ||
| Luonnonvarojen käytön kestävyys | 1 | 3 |
| Toimiva metsäpuiden siemenhuolto on osa kestävää metsätaloutta. Viljojen osalta esim. tässä tutkittava itävyys on tekijä, joka on viljaerän käyttöä ohjaava ja rajoittava tekijä. Siten hankkeen tulokset voivat parantaa luonnonvarojen käytön kestävyyttä. | ||
| Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske ilmaston muutosta tai sen riskejä | ||
| Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus | 0 | 2 |
| Kehitettyjä menetelmiä voidaan soveltaa maanparannuksessa, joka edistää luonnon monimuotoisuutta | ||
| Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske vesistön tilaa. | ||
| Natura 2000 -ohjelman kohteet | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske Natura-ohjelmaa | ||
| Taloudellinen kestävyys | ||
| Materiaalit ja jätteet | 0 | 0 |
| Hankkeessa tavoitellaan erilaisten materiaalien ominaisuuksien määrittämistä, mutta materiaalien ja jätteiden taloudellinen kestävyys korkeintaan epäsuorasti hankkeen kohteena. | ||
| Uusiutuvien energialähteiden käyttö | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske energiataloutta | ||
| Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen | 3 | 3 |
| Hankkeessa tavoitellaan uuden tiedon tuottamista, sekä uuden kehitys- ja innovaatioympäristön luomista | ||
| Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen | 4 | 6 |
| Hankkeessa tavoitellaan uuden tiedon tuottamista, sekä uuden kehitys- ja innovaatioympäristön luomista | ||
| Liikkuminen ja logistiikka | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske liikkumista ja logistiikkaa | ||
| Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus | ||
| Hyvinvoinnin edistäminen | 0 | 4 |
| Hankittavaa laitteistoa voidaan erinomaisesti käyttää myös hyvinvointiteknologian tarpeisiin ja siten sen voidaan katsoa välillisesti edistävän hyvinvointia | ||
| Tasa-arvon edistäminen | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske tasa-arvoa, joskin toiminnan periaatteet noudattavat tasa-arvoisuutta | ||
| Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske kulttuuria | ||
| Kulttuuriympäristö | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske kulttuuria | ||
| Ympäristöosaaminen | 0 | 0 |
| Toiminta ei koske ympäristöosaamista. | ||
Mikromagneettikuvaukseen perustuvassa kehitys- ja innovaatioympäristön materiaalitutkimuksen hankkeessa selvitettiin mikromagneettikuvauksen soveltuvuutta menetelmänä erilaisissa materiaalitutkimuksen pilottihankkeissa. Hankkeessa suoritettiin investointina onnistuneesti spektroskopisen, 11.7 teslan magneettisen ydinresonanssilaitteen konvertointi mikromagneettikuvauslaitteeksi (investointihanke A74016).
Laitteistolla kuvattiin pilottihankkeissa polymeerinäytteitä, tavoitteena selvittää menetelmän soveltuvuus ko. polymeerien ominaisuuksien, erityisesti veden kanssa vuorovaikutuksen määrittämiseen; aallotuskartonkimateriaalinäytteitä, tavoitteena selvittää menetelmän soveltuvuus materiaalin ominaisuuksien ja etenkin vettymisen arviointiin; metsäpuiden siemeniä sekä viljan siemeniä, tavoitteena selvittää mikromagneettikuvauksen soveltuvuus ko. siementen itämispotentiaalin arviointiin.
Hankkeista erityisesti metsäpuiden siementen ja viljan siementen pilotissa havaittiin, että pystytetyt menetelmät soveltuvat siementen rakenteen tarkasteluun ja itämispotentiaalin arvioimisen tueksi. Aallotuskartongin kuvauksessa tehtiin uusia kiinnostavia havaintoja pahvin vettymisominaisuuksista ja veden diffuusiosta erilaisiin pahvilaatuihin, vastaavaa selvitystä ei ole aiemmin tehty ja aiheen jatkotutkimus on käynnissä. Polymeerienpilottien suhteen havaittiin, että kuvaus on haastavaa ja toistaiseksi tulosten hyödynnettävyys ei ole täysin selvillä; pehmeimpiä polymeerejä (kumeja) laitteistolla pystyttiin kuvaamaan onnistuneesti, mutta kovimpien polymeerien suoraan kuvaamiseen laitteisto soveltuu heikosti.
Hankkeen koulutus- ja tiedotusosion tuloksina hankkeelle luotiin verkkosivut (https://sites.uef.fi/mikromri), tuotettiin esittelymateriaaleja sekä mikrokuvantamiseen käytettävästä laitteistosta että pilottihankkeiden tuloksista. Hankkeessa investoitua laitteistoa, käytettyjä menetelmiä sekä pilottihankkeiden tuloksia esiteltiin 18.11.2020 järjestetyssä webinaarissa, missä mikrokuvantamista esiteltiin laajemmin yhdessä SIB-labsin Tomolab-projektin (EAKR-hanke A74798) kanssa. Yhteenvetona voidaan sanoa hankkeen tuottaneen odotetun kaltaisia tuloksia ja hankkeessa saatiin kehitettyä mikroskooppiseen magneettikuvantamiseen käytettävä laboratorioympäristö sekä kartoitettua laitteiston käyttömahdollisuuksia myös lääketieteellisen kuvantamisen ulkopuolisissa sovelluksissa. Lisäksi erinomaisena tuloksena hankkeessa oli uuden yhteistyön kehittyminen projektiin osallistuneiden tahojen, sekä yritysmaailman että tutkimusyhteisöjen välillä.