Maarit Karppinen on edennyt huippu-urheilijasta huippututkijaksi, joka rakentaa tulevaisuuden materiaaleja.
Sisko Loikkanen
Aalto-yliopiston epäorgaanisen kemian professori Maarit Karppinen kehittää uudenlaisia, seuraavan sukupolven materiaaleja. Niitä voidaan käyttää esimerkiksi tulevaisuuden akuissa, hapen varastoinnissa, polttokennoissa ja aurinkokennoissa.
”Pääasiassa suunnittelemme materiaaleja energiateknologioihin, jotka perustuvat uusiutuviin raaka-aineisiin”, Karppinen kertoo.
Työssään Karppinen pääsee hyödyntämään eri alkuaineiden erityisominaisuuksia.
”Olen aivan haltioissani atomien ja elektronien kokoluokan ilmiöistä ja loputtoman innostunut jaksollisesta järjestelmästä”, professori hymyilee.
Hänestä on ”mahtavaa” oppia uutta vaikkapa alkuaineiden hapetusluvuista, spintilasta ja siitä, miten atomit sitoutuvat toisiinsa ja millaisia toiminnallisia ominaisuuksia syntyneillä uusilla yhdisteillä on. Uuden materiaalin syntyä hän kuvaa intuitiiviseksi prosessiksi.
”Lähden liikkeelle jopa yksittäisten alkuaineiden ominaisuuksista ja käytän intuitiivista kemistin kokemustani ja näkemystäni. Silloin aivot toimivat kuin mallinnuskone.”
Monet materiaaleista valmistetaan atomikerroskasvatus- eli ALD-menetelmällä, jossa rakennetaan erittäin ohuita epäorgaanisia metallioksidikerroksia päällekkäin. Menetelmän keksinyt Tuomo Suntola sai innovaatiostaan vuoden 2018 Millennium-palkinnon.
Uudessa ALD/MLD-versiossa rakenteeseen lisätään epäorgaanisten rinnalle myös orgaanisia kerroksia, kuten bentseeniä, käyttämällä orgaanisia molekyyleja lähtöaineena.
”Orgaaninen kerros tuo joustavuutta, eikä rakenne murru yhtä helposti kuin pelkistä metallioksideista tehty ohutkalvo. Orgaaniset kerrokset voivat myös absorboida valoa ja siirtää energiaa epäorgaaniseen kerrokseen.”
”Lisäksi erilaisten kerrosten rajapinnat heikentävät lämmönjohtavuutta, mikä on tärkeää termosähkösovelluksissa.”
ALD/MLD-materiaalien kehittämistä varten Karppinen sai vuonna 2014 Euroopan tutkimusneuvoston ERC:n suuren apurahan. Silloin työssä oli parhaimmillaan viitisentoista väitöskirjan tekijää ja lisäksi postdoc-tutkijoita. Nyt väkeä on vähemmän, mutta suomalaisprofessorin ryhmä kuuluu edelleen maailman johtaviin.
Kentiltä laboratorioon
Helsingissä syntyneen ja kasvaneen Maarit Karppisen molemmat vanhemmat olivat matemaatikkoja. Tytärkin loisti koulussa matematiikassa mutta myös kemiassa ja fysiikassa.
”Olisin voinut päätyä opiskelemaan mitä tahansa näistä, mutta Töölön yhteiskoulun innostavan kemianopettajan Anita Ilomäen vaikutuksesta valitsin kemian”, hän muistelee.
Vaikeinta oli päästä Teknillisen korkeakoulun kemian osastoon. Tuore ylioppilas siis päätteli Otaniemen olevan myös paras paikka eikä edes pyrkinyt muualle.
Diplomi-insinööreiksi lukivat myös Karppisen sisarukset. Lähiperheen lisäksi monet sukulaisetkin ovat aikojen saatossa päätyneet luonnontieteiden ja tekniikan aloille.
”Vastikään löysin tiedon, että vaarini oli järjestyksessä yhdeksästoista TKK:ssa väitelleistä tohtoreista.”
Karppinen sanoo itse olleensa ”hidas opiskelija”. Syynä hieman verkkaisempaan vauhtiin oli hänen menestyksekäs koripallouransa. Pitkänhuiskea nainen pelasi mestaruussarjatasolla, Suomen lisäksi yhden kauden myös Ruotsissa.
Urheilu haukkasi elämästä niin ison siivun, ettei hän ehtinyt juuri käydä luennoilla, saati osallistua teekkarien rientoihin.
”Fuksina laboratoriokurssikin jäi kesken, ja jouduin tekemään työt seuraavana vuonna uudestaan. Assistentti vain tokaisi, että tämä tapaus.”
Omaa tahtiaan edennyt kemistinalku sai kuitenkin hyviä arvosanoja sitä mukaa kuin opintoja suoritti. Rankinta oli suoriutua harjoituksista yksin ilman opiskelukavereiden tukea. Pakollinen tietokonekurssi jopa vähän pelotti.
”Niinpä lähdin tekemään ensimmäistä ohjelmointiharjoitusta lauantaipäivänä ja otin salaa isän mukaan auttamaan.”
Vaikka urheilu vei aikaa, se myös antoi paljon, muun muassa puolison. Nuori teekkari avioitui tunnetun koripallovalmentajan Tapani Karppisen kanssa vuonna 1979.
Tyttären syntymä vuonna 1984 sai vihdoin vaa’an kallistumaan kentiltä kohti luentosaleja ja laboratorioita. Diplomityönsä Karppinen teki luminoivista materiaaleista. Ohjaajana toimi professori Lauri Niinistön sijaisena työskennellyt Markku Leskelä.
Perustutkinnon jälkeen Karppinen kävi väitöskirjan kimppuun. Pian hän kuuli apurahasta, joka takaisi vuoden rupeaman Tokioon juuri perustetussa kansainvälisessä suprajohdeteknologian keskuksessa. Näin väitöstyön aiheeksi varmistuivat korkean lämpötilan suprajohdemateriaalit.
Hyppy tuntemattomaan
Perheen muutto Japaniin merkitsi jännittävää hyppyä tuntemattomaan. Tuolloin kuusivuotias tytär aloitti maassa koulunkäynnin ja oppi kielen natiivin tavoin.
”Itse en osannut kieltä enkä aluksi tiennyt maastakaan kovin paljon.”
Tämä muuttui, kun hän ensimmäisen vuotensa jälkeen palasi Japaniin yhä uudelleen. Kun tutkimuslaitoksen johtaja siirtyi professoriksi Tokion teknilliseen korkeakouluun, tämä kutsui Karppisen mukaansa vierailevaksi professoriksi.
Myöhemmin hän sai hakuprosessin kautta vakituisen professuurin samasta yliopistosta. Työyhteisössä suomalaisnainen muodosti harvinaisen poikkeuksen.
”Koulussa oli 700–800 professoria. Kuulin yhdestä taloustieteen naisprofessorista, mutta muuten kollegat ja pääosin opiskelijatkin olivat miehiä.”
”Lisäksi olin vaalea ja kaikkia päätä pidempi. Olin niin erilainen, ettei minua voinut edes verrata muihin.”
Ehkä juuri siksi eurooppalaistutkija otettiin vastaan hyvin. Virallisena työkielenä oli englanti, mikä sekin helpotti.
Japaniakin Karppinen oppi juuri sopivassa määrin, vaikka pitkät päivät eivät suurta satsausta kieliopintoihin sallineetkaan. Suullinen taito kehittyi kuitenkin riittäväksi kaupungilla pärjäämiseen.
”Ymmärsin myös, mitä opiskelijat vastasivat japaniksi englanninkielisiin kysymyksiini.”
Kielitaidon vajavaisuudesta oli etuakin.
”En joutunut lainkaan yliopiston hallinnollisiin hommiin”, hymyilee Karppinen, joka on viettänyt nousevan auringon maassa yhteensä kymmenkunta vuotta.
Tuona aikana Japanista ja sen kulttuurista ja muistakin suomalaisittain eksoottisista maista tuli koko perheen tärkeä yhteinen harrastus.
”Meillä on kotona kokoelma keräämiäni japanilaisia keramiikka-astioita. Luen japanilaisia romaaneja englanninkielisinä käännöksinä mutta haikuja suoraan alkukielellä.”
Karppinen on työskennellyt lyhyen jakson myös Yhdysvalloissa. Vuodesta 2016 hän on toiminut saksalaisen Bochumin yliopiston vierailevana professorina ja ohjaa parhaillaankin yhtä sen väitöstutkijaa.
Koripallo on vuosien myötä vaihtunut punttisaliin ja patikointiin. Kuntoa pitävät yllä myös kesämökin ulkotyöt.
”Nykyään pääasiallinen harrastukseni on kuitenkin professorin työ”, Karppinen nauraa.
”Tutkimuksen teko ja opiskelijoiden ohjaus on onneksi niin kivaa, ettei tämä edes tunnu työltä.”
Maarit Karppinen
• Syntynyt Helsingissä vuonna 1959.
• Ylioppilas 1978, Töölön yhteiskoulu. Diplomi-insinööri 1987 ja tekniikan tohtori 1993 (epäorgaaninen kemia), Teknillinen korkeakoulu.
• Assistentti, Teknillinen korkeakoulu 1985–1990.
• Vieraileva tutkija, Kansainvälinen suprajohdeteknologian keskus (Tokio) 1990–1991.
• Yliassistentti, Teknillinen korkeakoulu 1991–1998.
• Vieraileva apulaisprofessori, Tokion teknillinen korkeakoulu 1995–1996.
• Akatemiatutkija, Suomen Akatemia 1999–2001.
• Apulaisprofessori, Tokion teknillinen korkeakoulu 2001–2006.
• Professori, Teknillinen korkeakoulu/Aalto-yliopisto 2006–.
• Akatemiaprofessori, Suomen Akatemia 2009–2013.
• Vieraileva professori, Oregonin yliopisto 2015.
• Vieraileva professori, Bochumin yliopisto 2016–.
• Aalto-professori, Aalto-yliopisto 2017–.
• Saanut mm. Helsingin kaupungin tiedepalkinnon 2015 ja Magnus Ehrnroothin kemian palkinnon 2017.
• Harrastaa mm. patikointia, matkailua ja Japanin kulttuuria ja kirjallisuutta.
• Perheeseen kuuluvat aviomies ja aikuinen tytär.
Juttu on ilmestynyt ensimmäisen kerran Kemia-lehden numerossa 2/2021 osana Suomalaiset naiset ja kemia -sarjaa.
(Kuva Aalto-yliopisto) ”Pyrimme valmistamaan uudet materiaalit mahdollisimman kestävästi ja ilman kriittisiä alkuaineita”, Maarit Karppinen kuvailee tavoitettaan.
Lue myös:
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tärkeimmät tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista.
Arvomme uusien uutiskirjetilaajien kesken palkintoja.
Lue lisää ja tee tilaus täällä.
P.S. Oletko kemian seurojen jäsen? Jos haluat uutiskirjeemme myös vuonna 2023, käy uusimassa tilauksesi täällä.
