Hankekuvaus

MikroMRI – Mikromagneettikuvaukseen perustuva kehitys- ja innovaatioympäristö materiaalitutkimuksen teollisiin sovelluksiin

1.8.2018 – 28.2.2021

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 µm resoluutiolla, mikä ei ole mahdollista millään muulla kuvantamismodaliteetilla. Hanke pohjautuu kuvantamisen ympärille kehittyneeseen valtakunnallisesti ainutlaatuiseen ja kansainvälisesti merkittävään erityisosaamiseen. Projektissa mikromagneettikuvauksen 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 11.7 T 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. 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 11.7 T spektroskopiamagneettia, joten kustannukset jäävät alle kolmasosaan uuden laitteiston hinnasta. Projekti mahdollistaa mikromagneettikuvantamiseen perustuvan osaamisen hyödyntämisen materiaalikehitystä ja elintarvike- sekä maataloustuotantoa tekevien yritysten tarpeisiin ja siten vahvistaa Itä-Suomen alueen yritysten innovaatiotoimintaa ja kilpailukykyä. Vastaavaa osaamista ei ole helposti saatavilla muualla Suomessa.