Viime vuosina on ulkomaalaisten opiskelijoiden määrä Suomessa kasvanut nopeasti, mikä on johtanut opetuskielen vaihtumiseen suomesta englantiin monilla yliopistojen kursseilla. Julkisuudessakin on viime vuosina esitetty sekä poliitikkojen että opiskelijoiden taholta vaatimus suomenkielisen opetuksen turvaamiseksi kotimaisissa yliopistoissa. Onkin perusteltua odottaa, että opiskelijat oppivat alansa sanaston ja käsitteet kunnolla myös suomeksi.

Peruskurssit luennoidaan yhä pääosin suomeksi mutta varsin usein käyttäen englanninkielisiä oppikirjoja. Usein ongelmana on sopivan suomenkielisen oppikirjan puuttuminen. Materiaalitieteen perusopetuksessa tätä ongelmaa ei enää ole, sillä Aalto-yliopiston professori Sami Franssila on julkaissut korkeatasoisen ja kattavan suomenkielisen teoksen Aine, joka käsittelee materiaalitieteiden perusteita.

Materiaalitiede yhdistää perusluonnontieteitä ja insinööritieteitä tutkimalla ja kehittämällä käytännön materiaaleja. Sen erityistavoitteena on tekniset sovellukset, joilla on taloudellista arvoa.

Materiaalitiede on siis lähtökohtaisesti juuri se tutkimusalue, jossa fysiikan ja kemian alojen perustutkimuksen parhaat tulokset ja keksinnöt löytävät merkittäviä sovelluksia käytännön elämässä ja monilla tekniikan aloilla. Ilman materiaalitieteen tuottamia keksintöjä ei meillä olisi mikropiirejä, keinoniveliä, kosketusnäyttöjä tai satelliitteja.

Materiaalitieteessä ollaan erityisen kiinnostuneita aineen suorituskyvystä. Sitä tutkitaan muun muassa selvittämällä, miten materiaalin valmistus vaikuttaa aineen rakenteeseen, miten rakenne vaikuttaa ominaisuuksiin ja miten ominaisuudet muuttuvat valmistuksessa. Tärkeä kysymys on myös kartoittaa, voidaanko materiaalia valmistaa ja käyttää sovelluksissa teollisessa mittakaavassa.

Materiaalitiede kattaa kaikki kiinteät materiaalit: metallit, polymeerit, komposiitit ja keramidit, jotka sisältävät myös puolijohteet. Englanninkieliset oppikirjat keskittyvät usein vain metalleihin ja niiden mekaanisiin ominaisuuksiin, mutta Franssilan kirjassa käydään läpi kaikki edellä mainitut materiaaliryhmät. Niiden mekaanisten ominaisuuksien lisäksi käsitellään myös materiaalien optisia, sähköisiä, magneettisia, termisiä, biologisia ja kemiallisia ominaisuuksia.

Kirjassa on runsaasti käytännön esimerkkejä. Sen sivuilta selviää muun muassa, miten materiaalien ominaisuudet vaikuttavat digitaaliseen tiedontallennukseen, kehon varaosiin, laivojen biolikaantumisen estoon, lämmönvarastointiin, silmälasien naarmuuntumattomuuteen ja luotiliiveihin.

Franssilan julkaisema oppikirja on yleissivistävä ja erittäin mielenkiintoinen, ja sitä voi vilpittömästi suositella kaikille uusimmista teknisistä keksinnöistä ja sovelluksista kiinnostuneille. 

Kirjaa lukiessaan oppii muun muassa, miten valmistetaan keinotekoisia timantteja, miksi punaiset lasiastiat ovat kalliimpia kuin muun väriset, miten kvartsin faasimuutokset vaikuttavat keramiikan polttoon ja miten kvanttipisteitä valmistetaan. Huomiota saavat myös kriittiset materiaalit, kuten samarium, dysprosium ja neodyymi. Samalla selviää, miksi Finlandia-talon marmorilevyt eivät ole kestäneet ja mikä yhdistää Titanicin uppoamista ja avaruussukkula Challengerin räjähdystä. Teekkarihuumoriakaan ei ole unohdettu: kirjan luettuaan tietää, miksi astronauttien kalsareihin lisätään hopeaa. 

Franssila on hyödyntänyt monikymmenvuotista opetuskokemustaan ja onnistunut kirjoittamaan – teoksen valtavasta tietomäärästä huolimatta – helppolukuisen ja selkeän oppikirjan, jossa yhtälöiden pyörittämisen sijaan asiat esitetään loogisesti ja havainnollisesti kuvien, diagrammien ja taulukoiden avulla. Kirjan selkeä ulkoasu on yhtä huolellisesti suunniteltu ja toteutettu kuin asiasisältökin. 

•    

Lue myös: 

Neromyytin ruumiinavaus – arviossa The Genius Myth 

Toinen kvanttivuosisata ei ole vain fysiikkaa 

Voiko tekoäly ajatella tai ymmärtää? Näkökulmia tekoälyn ja ihmisen suhteeseen