Image may be NSFW.
Clik here to view.
Käsiteltyjä kiekkoja peittää monikerroksinen piinitridikalvo.
Kengät pois, hiusverkko päähän, maski suun eteen ja turvasandaalit jalkaan. Sitten sisään ovesta, jonka takana on rekkiriveittäin haalareita. Haalari niskaan, kumipohjaiset saappaat sandaalien päälle ja käsiin kumihanskat. Ekskursio Micronovan puhdastilaan voi alkaa.
Aalto-yliopiston ja Teknologian tutkimuskeskus VTT:n jakamassa laboratoriossa työskentelee yhteensä noin 250 työntekijää ja 22 yliopiston tutkimusryhmää. Aallon hallinnoimaa puolta ylläpitää Aalto Nanofab.
”Suurin osa käyttäjistämme on fyysikkoja, jotka rakentavat nanoelektronisia laitteita, biosiruja, antureita ja mikroelektromekaanista tekniikkaa”, kertoo Aalto Nanofabin johtaja Veli-Matti Airaksinen.
Aaltolaisten lisäksi tiloja käyttävät myös yritykset. Yksi puhdastilan käyttäjistä on ohuita röntgenikkunoita valmistava yritys HS Foils.
Yrityksen työntekijä Pekka Törmä harppoo avaruuspuvussaan pitkin käytävää. Hän työskentelee puhdastilassa noin puolitoista päivää viikossa. Nyt Törmä on luvannut näyttää, minkälaisten vaiheiden kautta pikkuruiset röntgenikkunat syntyvät.
”Käytän vertailukohteena aurinkolaseja, joilla suojataan silmiä haitalliselta uv-säteilyltä mutta halutaan samalla nähdä mahdollisimman kirkkaasti. Röntgenikkunan läpi päästetään vain halutut röntgensäteet. Se suojaa herkkää mittalaitetta ilman hiukkasilta ja muulta säteilyltä”, Törmä kuvailee.
Lasien valmistukseen käytetään puolijohde- ja nanoteknologiaa. Puhdastilassa varmistetaan, että niistä tulee täysin kaasutiiviitä, eikä niihin pääse epäpuhtauksia.
”Ikkunan paksuus on alle tuhannesosa hiuksen paksuudesta. Pölyhiukkanenkin voi pilata valmistusprosessin”, Törmä sanoo.
Röntgenikkunoita käytetään esimerkiksi pistoolimaisissa työkaluissa, joilla metalliesineistä tunnistetaan eri alkuaineita.
Pölyhiukkanenkin on liikaa
Image may be NSFW.
Clik here to view.
On kuuma. Loisteputkivalot saavat kirkkaanvalkoiset seinät ja metallihyllyt hohtamaan. Käytävällä on vihreä hätäsuihku, josta tulee narusta vetämällä vettä. Sitä käytetään, jos joku saa päälleen vaarallisia kemikaaleja. Seinällä on palopeite ja vaahtosammutin.
Siellä täällä vilahtelee haalariasuisia tutkijoita. Tunnelma on kuin tieteiselokuvasta.
Röntgenikkunan valmistamiseen tarvitaan yhteensä parisataa työvaihetta. Kaikki alkaa cd-levyä muistuttavasta piikiekosta, jonka päälle rakennetaan erilaisia ohutkalvoja esimerkiksi piinitridistä ja piidioksidista. Kalvokerroksista muodostuu lopulta valmis keraaminen röntgenlasi.
”Kerroksilla on eri tehtäviä: ne eristävät, vahvistavat tuotteen rakennetta ja johtavat sähköä. Samankaltaiset sähköä eristävät, johtavat ja puolijohtavat kerrokset mahdollistavat myös modernien mikrosirujen valmistuksen esimerkiksi kännyköihin”, Törmä selittää.
Yksi puhdastilan monimutkaisen näköisistä laitteista levittää piikiekon päälle punaista, valoherkkää nestettä, jota kutsutaan fotoresistiksi. Ohuista putkista pulputessaan se muistuttaa sulanutta mehujäätä. Fotoresistin avulla kiekon päälle voidaan siirtää haluttuja kuvioita.
Välillä Törmä tarkistaa mikroskoopilla, miltä tuote näyttää.
”Jos havaitsen kiekolla epäpuhtauksia, osa sen rakenteista voi olla rikki. Silloin kiekko on roskiskamaa”, Törmä kertoo.
Tällöin koko prosessi satoine työvaiheineen on aloitettava alusta.
Kemikaalicocktaileista markkinointiin
Micronovan toiminta ulottuu perustutkimuksesta uusien nanoteknologisten materiaalien ja prototyyppien kehittämiseen sekä jopa pienimuotoiseen tuotteiden valmistukseen.
”Yritysten integroiminen toimintaan on tulevaisuuden kannalta tärkeää: pelkkä huippututkimus ei riitä. Haluamme kehittää toimintaamme erityisesti biolääketieteen suuntaan, sillä se tarjoaa suuria mahdollisuuksia”, selittää Veli-Matti Airaksinen.
HS Foilsin liiketoiminnalle Micronovan tarjoamat tilat ovat ehdoton edellytys.
”Ilman niitä kustannukset olisivat olleet alussa liian suuret, kun emme vielä tienneet, tuleeko tuotteesta kaupallinen menestys”, kertoo HS Foilsin toimitusjohtaja Jari Kostamo.
Hänen mukaansa yksi Micronovan eduista on avoin keskustelukulttuuri. Eri alojen asiantuntijat jakavat toisilleen kernaasti tietämystään. On todennäköistä, että joku on kokeillut tiettyä valmistusmenetelmää jo aikaisemmin ja osaa antaa muille neuvoja.
HS Foils on sikäli poikkeuksellinen startup-yritys, että sitä eivät tue bisnesenkelit tai muut ulkopuoliset rahoittajat. Firman kuusi jäsentä ovat kaikki yrityksen osakkaita, ja toimintaa rahoitetaan tuotteiden myynnillä.
Tuotteiden valmistuksesta puolet tapahtuu puhdastilassa, puolet oman tiimin valmistamilla laitteilla, kuten liimausrobotilla.
Törmä pukee ylleen esiliinan, suojamaskin ja suuret kumihanskat. Hän laskee piikiekot pöytään upotettuun kemikaalisammioon. Eri sammioissa kiekkoja puhdistetaan ja etsataan eli niistä poistetaan haluttuja kerroksia. Lopuksi kiekot laitetaan kuivuriin.
Seuraavaksi siirrytään Nanolab-tilaan. Siellä on elektronimikroskooppeja, joilla näkee yksityiskohtia paljon tavallista mikroskooppia tarkemmin.
”Teemme niin pieniä rakenteita, että välillä täytyy mitata tällä laitteella, mitä on tehty”, Törmä selittää.
Ekskursio puhdastilassa alkaa olla lopuillaan. Törmä neuvoo, missä järjestyksessä haalari ja muut varusteet tulee riisua. Puhdastilan ulkopuolella hengittäminen ilman suojuksia ja huppua tuntuu vapauttavalta.
Ei homma kesken lopu
Micronovan suurista ikkunoista ammottaa illan pimeys. Käytävillä vastaan tulee kotiinlähtijöitä, joita Törmä moikkailee.
”Täällä on rentoa tehdä töitä, vaikka insinöörit eivät olekaan suurimpia suupaltteja. Insinöörihuumoria kyllä kuulee väsymiseen asti”, Törmä sanoo.
Laboratoriota muistuttavassa työhuoneessa vallitsee luova sekamelska. Pöydällä lojuu johtoja, kuusikulma-avaimia, ruuvimeisseleitä ja pinsettejä. Hyllyllä on Paavo Väyrysen vaalimuki. Seinustalla on liesiä ja kattiloita, joissa hylsyjä muistuttavia metallikoppeja eli röntgenikkunoiden asennuskehyksiä pestään uusiokäyttöön. Vihreän vahakangaspeitteen alla on liimausrobotti, joka asettaa röntgenikkunoita koppiin.
Törmä nostaa käteensä halkaisijaltaan puolen sentin kokoisen kuusikulmaisen keraamin, joka muistuttaa lasinpalaa. Se on valmis röntgenikkuna, jonka arvo liikkuu sadoissa euroissa.
”Röntgenmittalaitteiden suorituskykyä on viimeisen 20 vuoden aikana rajoittanut kunnollisen ikkunateknologian puute, vaikka kehitys onkin edennyt mittalaitteiden muissa komponenteissa. Tarkoituksemme on saada haltuun selkeä markkinaosuus röntgenikkunabisneksestä”, Törmä sanoo.
Näin ilta-aikaan Micronova alkaa vasta kuhista, kun päivätyöläiset siirtyvät tutkimushankkeidensa ja yritystensä pariin. Niin myös HS Foilsin tiimi, jonka viikkopalaveri on pian alkamassa. Tiimiin kuuluvat Törmän lisäksi röntgenlaitevalmistuksen pioneeri, yrityksen perustajajäsen Heikki Sipilä, toinen perustajajäsen Pasi Kostamo, hänen veljensä Jari ja Esa Kostamo sekä Marco Mattila. Osa heistä on valmistunut Aalto-yliopistosta tekniikan tohtoreiksi, osa tekee vielä väitöskirjaa.
”Kyllä täällä saa illat ja viikonloput rattoisasti kulumaan. En silti koe yritykselle työskentelyä puurtamisena. Minusta se on sijoitus”, Jari Kostamo sanoo.
Teksti: Tiina Tuppurainen
Kuvat: Jussi Särkilahti
Artikkeli on julkaistu alun perin maaliskuussa 2014 Aalto University Magazinessa numero 10.