Tutkijamme Mehr Fatima teki viime syksynä 2,5 kuukauden tutkimusvierailun sveitsiläiseen tutkimuslaitokseen Empaan keskittyen kaupallisiin laitteisiin, joita käytetään ympäristön seurantaan. Matkan tavoitteena oli pienentää kaupallisen mittauslaitteen mittausepävarmuutta kehittämällä mittausdatan jälkikäsittelyyn korjausstrategioita.
Mehr Fatima on työskennellyt VTT MIKESissä laserspektroskopian parissa vuodesta 2019 lähtien. Työssään hän keskittyy kaasumolekyylien ja isotooppien havaitsemiseen erityyppisillä lasereilla. Hän on suorittanut maisterin tutkinnon elektroniikasta ja tähtää parhaillaan projektityönsä ohessa tohtorintutkinnon suorittamiseen.
”Teemme tiimissämme pääasiassa teollisia mittauksia, mutta myös tutkimusprojekteja. Tiimimme jakautuu kahteen ryhmään: niistä toinen keskittyy optiseen spektroskopiaan ja toinen hyperspektrikuvantamiseen. Työskentelen pääasiassa spektroskopian parissa. Minulla on ollut mahdollisuus työskennellä EU-projekteissa sekä tehdä yhteistyötä eräiden teollisuusalojen parissa”, hän kertoo.
Tutkimusvierailu Empaan
Verkostoituminen ja kansainvälinen tutkimustyökokemus kiinnosti Fatimaa, ja saatuaan projektirahoituksen EU:lta, hänelle avautui työskentelymahdollisuus Empassa.
Sveitsiläinen Empa - Swiss Federal Laboratories for Materials Science and Technology - on soveltavaan materiaalitieteeseen ja teknologiaan erikoistunut tutkimuslaitos. Se tekee tutkimus- ja kehitystyötä muun muassa ympäristöteknologiassa, nanoteknologiassa, uusiutuvassa energiassa ja kestävissä materiaaleissa, ja sen pääkampus sijaitsee Dübendorfissa lähellä Zürichiä.
Empa on ollut viime vuosina VTT:n kumppani metrologian alan eurooppalaisissa yhteishankkeissa. VTT:n tavoin Empan Emissions and isotopes -tutkimusryhmä työskentelee teollisiin sovelluksiin tarkoitettujen isotooppien havaitsemiseksi. Se keskittyy kaupallisiin laitteisiin, lähinnä Picarro-laitteisiin, VTT:llä kehitetään uusia mittalaitteita uusiin sovelluksiin keskittyessä omien instrumenttiensa kehittämiseen samankaltaisia ympäristömittauksia varten.
”Vierailu Empassa osoittautui hyväksi mahdollisuudeksi saada kokemusta kaupallisista instrumenteista. Tavoitteenamme oli kehittää korjausstrategioita Empan käyttämälle kaupalliselle laitteelle dityppioksidin (N2O) isotooppien mittauksiin mittaamalla häiritsevien kaasujen (kuten CO2, CH4) vaikutusta”, hän sanoo. Dityppioksidi tunnetaan arkikielessä ilokaasuna.
Dityppioksidi-isotopologien havaitseminen
”Tutkimusaiheeni Empassa oli parantaa dityppioksidi-isotooppien mittausta selvittämällä, miten häiritsevien molekyylien aiheuttamat vaikutukset korjataan mittausdatan jälkikäsittelyssä. Dityppioksidi on merkittävä kasvihuoneilmiön aiheuttaja, ja siksi on äärimmäisen tärkeää seurata ja vähentää sitä ilmakehästä”, Fatima sanoo.
”Saimme rahoitusta tämäntyyppisiin mittauksiin EU:n Quanti-Agremi-projektista. Yhtenä projektin tavoitteena on pienentää kaupallisen mittalaitteen epävarmuutta. Tämä voitaisiin toteuttaa määrittämällä ja korjaamalla häiritsevien kaasujen ja isotooppien suhde. Sen vuoksi teimme dityppioksidi-isotooppimittauksia ilmakehässä ja selvitimme häiritsevien kaasujen vaikutusta. Mittausten perusteella kehitämme nyt korjausstrategiaa mittauslaitteen kalibroimiseksi. Tämä pienentäisi teollisiin mittauksiin ja sovelluksiin käytettävän laitteen mittausepävarmuutta”, hän sanoo.
”Lyhyen vierailun aikana oli paljon tekemistä ja siksi mittaukset jatkuvat edelleen Empassa. Tällä hetkellä kokoamme tuloksia ja pyrimme julkaisemaan ne yhdessä tämän vuoden aikana”, Fatima kertoo.
Kaupallisia laitteita käytetään eri kohteissa ympäristön seurantaan kasvihuoneilmiön seuraamiseksi. "Ensin täytyy pystyä mittaamaan – vasta sitten tietää, väheneekö se", Fatima sanoo.
”Opin matkallani paljon kaasuntunnistus- ja optisen spektroskopian tekniikoista ja uusien muutosten tekemisestä kaupallisen instrumentin ympärille. Mittauksissa tarvittavista ohjelmistoista sain myös tietoa. Työskentelin pääasiassa Picarron, joka yksi tunnetuimmista valmistajista, laitteiden parissa."
Fatima viihtyi Empassa ja viehättävässä Dübendorfissa erinomaisesti. ”Sain tiimin jäseniltä paljon tukea ja ohjausta, mikä auttoi oppimaan ja viihtymään.” Fatima vietti vapaa-aikaansa Sveitsissä matkustaen. ”Pidin paljon maasta ja sen kulttuurista, ja onneksi pääsin näkemään sekä syksyn että talven maisemia. Tutustuin moniin kaupunkeihin - Luzerniin, Berniin, Geneveen, Zürichiin. Empa järjesti laboratoriokäyntejä ja vuoristovaelluksen. Mitä ruokakulttuuriin tulee, sanoisin, että Sveitsi on juustomaa”, hän naurahtaa sveitsiläistä quiche-juustopiirakkaa muistellen.
Tutkimusvierailu avarsi Fatiman ajattelutapaa ja antoi mahdollisuuden oppia uusia työtapoja. "Kannustan lähtemään tutkimusvierailulle ainakin kerran", hän sanoo.
Väitöstyö etenee Aalto-yliopistossa
Uusia taitojaan Mehr Fatima voi hyödyntää väitöskirjatyössään. ”Matka on auttanut kasvamaan itsenäiseksi tutkijaksi, mikä on tärkeää tohtoriopiskelijalle. Saan opintopisteitä kurssityöhöni, jota teen Aalto-yliopistolla professori Erkki Ikosen johtamassa tutkimusryhmässä. Lisäksi aiomme julkistaa tutkimustulokset yhteisessä julkaisussa Empan kanssa, mikä osaltaan auttaa minua saavuttamaan tohtorin tutkintoon vaadittavia kriteerejä."
