Kivestä UV-mittariksi – luonnon mineraalista valmistettiin synteettinen versio, jolla voi mitata UV-säteilylle altistumista

Jori Liimatainen

Turun yliopiston kemian laitoksella on valmistettu synteettisesti materiaalia, jolla voi mitata altistumista auringon UV-säteilylle. Materiaali vastaa koostumukseltaan hackmaniitti-nimistä luonnon mineraalia. Isabella Norrbo tutki väitöskirjassaan materiaalin ominaisuuksia, valmistamista ja käyttökohteita.

Luonnon hackmaniitilla on todettu olevan useita optisia ominaisuuksia, kuten luminesenssi ja fotokromismi.

– Luminesenssi tarkoittaa, että materiaali loistaa näkyvää valoa, kun se altistetaan esimerkiksi auringon valolle. Fotokromismi puolestaan tarkoittaa, että materiaali vaihtaa väriä altistuessaan säteilylle, selventää Norrbo.

Synteettien hackmaniitin avulla voi selvittää, onko jokin aine altistunut UV-säteilylle. Tutkijat huomasivat, että synteettisen hackmaniitin värin vaihtumisen raja voidaan säätää vastaamaan ihon vaurioitumista UV-altistuksesta. Synteettisestä hackmaniitista voisi siis valmistaa mittareita, joista jokainen voisi seurata omaa henkilökohtaista UV-altistustaan ja näin välttää haitalliset annokset.

Tutkimustuloksia on tarkoitus soveltaa käytäntöön tulevaisuudessa.

Norrbon mukaan hackmaniitin mielenkiintoiset ominaisuudet ovat olleet tiedossa, ja siksi lähdettiin tutkimaan, voisiko mineraalia valmistaa itse. Tutkimuksessa synteettisen aineen ominaisuuksia on verrattu luonnonmateriaalin ominaisuuksiin.

Norrbon tutkima materiaali on ympäristöystävällinen ja halpa valmistaa. Lisäksi mineraaliin perustuva rakenne on kestävä, joten se ei hajoa ajan kuluessa. Rakenne kestää hyvin myös vettä.

– Nämä ovat valtavia etuja, jos mietitään materiaalin mahdollisia käyttösovelluksia. Ympäristöystävällisyys on tänä päivänä iso plussa, Norrbo sanoo.

Keinotekoista hackmaniittia on valmistettu zeoliitista, natriumkloridista, natriumsulfaatista ja titaanioksidista. Itse valmistusprosessi on Norrbon mukaan melko yksinkertainen.

– Lähtöaineet sekoitetaan ja laitetaan uuniin moneksi päiväksi korkeaan lämpötilaan, Norrbo kertoo.

Luonnon mineraalista poiketen synteettisessä hackmaniitissa on myös viivästynyttä luminesenssia eli jälkiloistetta. Se siis loistaa pimeässä tunteja sen jälkeen, kun siihen kohdistunut säteily on poistettu. Tutkijat mittasivat jälkiloisteen kestoksi jopa sata tuntia, mutta ihmissilmällä loiste on havaittavissa vain seitsemän tunnin ajan.

– Koska hackmaniitin jälkiloiste on valkoista valoa, voitaisiin sitä käyttää esimerkiksi pimeässä hohtavissa leluissa, eli niin sanotusti hupitarkoituksiin. Jotta hackmaniittia voitaisiin käyttää muuallakin kuin hupisovelluksissa, tulee sen jälkiloisteen pituutta kasvattaa, Norrbo kertoo.

Hackmaniittia löytyy luonnon kivistä muun muassa Venäjällä, Afganistanissa, Grönlannissa ja Kanadassa. Suomessa sitä ei ole.