Projektid

Orgaaniline elektrokeemia muudab tänapäevast sünteesi, pakkudes rohelisi ja tõhusaid meetodeid, mis asendavad toksilisi reagente elektriga. Elektrokeemia pidevas voolus lahendab batch-keemia probleeme nagu soojus- ja massülekanne ja mastabeeritavus, mille tulemusel on võimalik reprodutseerida laboriskaalas saadud tulemusi ka tööstuses. Selle projekti eesmärk on alküül- ja fluoroalküül-hüpervalentset joodi sisaldavate reagentide jätkusuutlik süntees elektrokeemilise voolukeemia abil. Traditsiooniliselt genereeritakse selliseid reagente kasutades stöhhiomeetrilisi oksüdante, mis põhjustavad kahjulike jäätmete tekke ja probleeme eraldamisega. Elektrokeemilise lähenemise abil on võimalik sünteesida ebastabiilseid alifaatseid jodaane puhtalt ning kasutada neid stereoselektiivses α-alküleerimise, amineerimise ning (radio)fluoreerimise ja fluoroalküleerimise reaktsioonides. See töö on kooskõlas Euroopa roheleppega, edendades rohelist keemiat ja innovatsiooni jätkusuutlikus katalüüsis.

Kaasaegse ühiskonna areng meditsiinis, põllumajanduses ja materjaliteaduses tugineb uute molekulide loomisele, kuid ohutute ja jätkusuutlike sünteesistrateegiate väljatöötamine on jätkuvalt väljakutse. Lämmastikku sisaldavad heterotsüklid on eriti olulised, kuna neid leidub paljudes ravimites ja looduslikes ühendites. Haloasiridiinid on olulised vaheühendid mitmesuguste lämmastikku sisaldavate heterotsüklite sünteesil tänu nende ainulaadsele reaktiivsusele tsükli avanemise ja siirdemetallkatalüüsitud reaktsioonides. FlowHalAzi projekti eesmärk on skaleeritavate strateegiate arendamine halogeenfunktsionaliseeritud asiriidiinide sünteesiks. Projektis kasutatakse tsingi poolt vahendatud fotokeemilisi ja elektrokeemilisi meetodeid halokarbeenide ja -karbenoidide genereerimiseks CHX₃ või CRX₃ eelühenditest, mis kaasatakse seejärel mitmekomponentsetesse reaktsioonidesse. Reaktsioonide läbiviimine pideva voolus võimaldab nende täpsemat kontrollimist ning hõlbustab skaleerimist.

Käesolev projekti eesmärgiks on kasutada voolukeemiat, et arendada uuenduslikke sünteesimeetodeid N-heterotsüklite selektiivseks osaliseks hüdro- ja dehüdrogeenimiseks. N-heterotsüklid on meditsiinilises keemias olulised struktuurielemendid, mis on paljude ravimite ja bioloogiliselt aktiivsete ühendite struktuuri aluseks. Kasutades pideva voolu süsteemide pakutavaid täpseid kontrolli- ja seadistusvõimalusi, püüame genereerida ja kinni püüda reaktiivseid vaheühendeid, mida on traditsioonilise batch-keemia abil keeruline saada. Tekkinud vaheühendeid kasutatakse edasistes muundumistes, muuhulgas metallkatalüüsis ja elektrokeemilises aktivatsioonis eesmärgiga saada keerulisi kontrollitud stereokeemiaga heterotsüklilisi ühendeid.

Endokriinsüsteemi kahjustavad kemikaalid (EDC-d) võivad mõjutada naise viljakust. Kasutades tavapäraseid majapidamistarbeid ja kehahooldustooteid puutuvad inimesed EDC-dega pidevalt kokku. Seetõttu on oluline testida kemikaale nende võimaliku endokriinsüsteemi kahjustava toimete suhtes, mis võivad mõjutada inimese reproduktiivsust. Projekt MERLON eesmärk on uurida EDC-de mõju seksuaalarengule ja -funktsioonile, et töötada välja uued lähenemisviisid (NAM-id) EDC-de tuvastamiseks. Kui MERLON keskendub tundlikele arenguetappidele looteeast puberteedini, siis MERLON2 koos uue partneri TalTechiga lisab projekti veel ühe vastuvõtliku perioodi naiste reproduktiivses süsteemis: täiskasvanu munasarja folliikel, kus toimub munaraku küpsemine. Koostöös TalTechiga on hiljuti näidatud, et folliikulis sisalduvate somaatiliste rakkude (FSC-d) tundlikkus folliikuleid stimuleeriva hormooni (FSH) suhtes väheneb, kui folliikul sisaldab mitmete tuntud EDC-de segu. FSH on oluline nii munaraku küpsemiseks kui ka FSC-de poolt toodetud steroidhormoonide sünteesiks. Samuti oleme kirjeldanud somaatiliste rakkude keerukat heterogeensust munasarjafolliikulis. EDC-de kahjulik mõju FSC alampopulatsioonidele on aga teadmata ja MERLON algprojektis käsitlemata. MERLON2 täiendab konsortsiumi eesmärke, töötades välja NAM-e, mis põhinevad üksikraku transkriptoomikal, automaatsel pildianalüüsil ja masinõppel, et mõista EDC-de mõju FSC alampopulatsioonidele seoses nende tundlikkusega FSH suhtes. MERLON2 tulemusena laieneb sidusrühmade ring, suureneb avalikkuse teadlikkus EDC-de kahjulikest tervisemõjudest ning pakutakse uusi lähenemisviise, et lahendada igapäevatoodetes leiduvate ainete kahjuliku mõju testimise küsimust naise viljakuse kontekstis.

Närvisüsteem koosneb mitmetest erinevatest rakutüüpidest, mis moodustavad koes tihedalt läbipõimunud peenstruktuuri. Rakud on omavahel tihedalt kontaktis ja närvisüsteemi talitlemisel toimuvad pidevad interaktsioonid rakkude vahel. Selline ehitus muudab keeruliseks nii biomolekulide analüüsi moel, mis võimaldab rakke üksteisest eraldada puhtalt ja peenstruktuuridesse kuuluvat osa ohverdamata. Üheks käesoleva projekti eesmärgiks on tehnoloogiline arendustöö, millega töötatakse välja rakutüübi-põhine proteoomika meetod närvisüsteemi rakutüüpide analüüsimiseks. Teiseks projekti eesmärgiks on uurida, kuidas neuronite ja astrogliia rakkude koos kasvatamisel rakukultuuris ühe rakutüübi aktiveerimine mõjutab teise rakutüübi geeniekspressiooni, ning milliste rakkudevaheliste signaalmolekulide kaasabil selline kommunikatsioon toimub.

The OptimaMind project is focused on time-restricted-eating to enhance brain health and combat the challenges of ageing. Historically, human access to food was often sporadic, making intermittent fasting (alternatively called Time-Restricted Eating (TRE)) a natural part of life. This historical context sets the stage for understanding the potential benefits of TRE in modern times, especially in the context of cognitive health. TRE has been shown to induce adaptive molecular changes that protect cellular resources while enhancing physical and cognitive performance. Such changes include a reduction in systemic inflammation and an increase in cellular antioxidant potential. One of the examples of TRE effects is the production of beta-hydroxybutyrate (BHB), a ketone body enhancing cognitive functions. BHB, produced in the liver, is an essential energy substrate offering beneficial properties over other energy sources. Conversely, frequent meal consumption and a lack of physical activity can inhibit BHB production, thus diminishing its positive effects. The OptimaMind project aims to study the effects of TRE on biomarkers of cognitive functions, particularly in ageing populations, using various methods. The proposed project will utilise existing biobank samples and different fasting protocol cohort data available in Europe to investigate neuroprotective biomarkers in a diverse population. The expected outcomes include new insights into TRE as a non-pharmacological strategy to enhance cognitive longevity and prevent dementia. The project also aims to inform healthcare providers and the public about practical, evidence-based strategies for maintaining brain health. OptimaMind will influence public health recommendations, clinical practices, and the wellness industry, ultimately aiming to improve cognitive health and quality of life in ageing populations.

Antimikroobsete membraanide olulisus sai kõigile selgeks COVID pandeemia ajal. Selliseid membraane kasutatakse näiteks näomaskides erinevate patogeenide leviku tõkestamiseks või haavasidemetes krooniliste patsientide ravis. Elektrokedratud nanofiibritest tehtud komposiitvõrgud on heaks materjaliks selliste antimikroobsete membraanide valmistamiseks. Kitsaskohaks selliste mitmekihiliste- ja mitmest materjalist koosnevate membraanide tegemisel on see, et puudub kvaliteedi kontroll ketruse ajal. Käsitsi läbiviidav kontroll on aeglane, mis pidurdab oluliselt selle tehnoloogia edukat kommertsialiseerimist. Käesolev uurimisprojekt arendab välja tehnoloogia, mis võimaldab teostada kiiret reaalajas toimuvat kontrolli mitmekihiliste membraanide elektroketramisel. Kasutades kognitiivelektroonika põhimõtteid suudab välja töötatud tehnoloogiline lahendus jälgida korraga mitut erinevat parameetrit, mis määravad elektroketruse abil toodetud materjalide kõrge ning ühtlase kvaliteedi.

Inimene-robot koostöövaldkonna arendamiseks luuakse nii Virumaa Digi- ja Rohetehnoloogiate Innovatsioonikeskuse, Virumaa kolledži kui ka Taltechi peamaja baasil koostöörobootika ja protsessidele adapteeruvate seadmete arendus- ja katselabor. Loodavas laboris on võimalik uurida inimene-masin koosloome psühholoogilisi aspekte, töökoha disaini jms. Lisaks seadmete/füüsiliste süsteemide adapteeruvust tootmise protsessidesse. Seda kõike nii reaalses kui ka digitaalses (laiendatud reaalsuse) keskkonnas, toetudes Tööstus X.0 kontseptsioonile.

Kaasaegse tootmise kohandamisnõuded nõuavad tihedamat koostööd operaatorite ja automatiseeritud tehnoloogiate vahel, mille tulemuseks on uudne inimese ja roboti koostöö (HRC) ja interaktsiooni (HRI) paradigma, mille eesmärk on suurendada inimeste võimeid töökohal. Digitaalne Kaksik (DT) ja Ümbritsevad tehnoloogiad (XR) toetavad inimoperaatori kaasamist simulatsioonipõhistesse liidestesse, mis on mõeldud turvaliseks, tõhusaks, multimodaalseks ja adaptiivseks HRI-ks. Nende liideste kavandamist ja rakendamist ei ole veel piisavalt käsitletud. Selle projekti eesmärk on määratleda, milline on praegune lähenemisviis DT ja XR nõuete määratlusele, analüüsides DT liideste ja muud tüüpi sisendmeetodite kasutuselevõtu potentsiaali ja väljakutseid HRC kontekstis, nende jaotamist inimese ja arvuti interaktsioonis ( HCI) ja selle valdkonna praeguste eksperimentaalsete uuringute seis, mis toob inimese tagasi ahelasse Tööstus 5.0 kontseptina, läbi tööstus- ja tervishoiu valdkondi.

CROSS-projekti eesmärk on tugevdada Euroopa teadusruumi, arendades uuenduslikke tööriistu, et rakendada uute ELi hartade põhimõtteid, edendada organisatsioonilisi muutusi ning parandada karjääriteede ühilduvust. Projekti olulisteks tulemusteks on enesehindamise pädevustööriist, teekaart ülekantavate oskuste koolitamiseks, mentorluse käsiraamat, karjäärinõustamise teekaart, sektoritevahelise koostöö käsiraamat ja HRS4R juhendmaterjalide andmebaas. Nende tööriistade arendamine toimub kaasloomeprotsessi kaudu, kaasates sidusrühmi üle Euroopa ja hõlbustades seeläbi ResearchComp praktikakogukonna loomist ning tööriistade kohandamist erinevatele Euroopa ökosüsteemidele. Väljatöötatud karjäärijuhtimise teenuste puhul viiakse läbi pilootkatsetused neljas sektoritevahelises võrgustikus. Lisaks sellele luuakse CROSS- projekti raames juhendmaterjalide ja nõustamise platvorm, mis toetab asutusi HRS4R kvaliteedimärgise taotlemisel.

Tselluloos on maailmas enamlevinud biopolümeer, mis suudab asendada fossiilseid plaste ja kiudaineid. Tselluloosipõhised plastid moodustavad siiski ainult 0,2% ja tehiskiud 1% maailma tehislike ja sünteetiliste polümeeride kasutusest. Tselluloos vajab nimetatud toodete valmistamiseks keemilist modifitseerimist. Seni on tselluloosikeemia tööstust piiranud protsessi keskkonnamõju ja kulukus. Tselluloos on ka Eesti jaoks kõige olulisem biomaterjalide toore, kuid tselluloosikeemia tööstus on siin piiratud. Samas annab see tööstus tselluloosile kõige kõrgema lisandväärtuse. Kuna Eestis on jõuliselt arenemas biotoodete tööstus, mille väljundiks on tselluloos siis arendab käesolev projekt reaktiivse ekstrusiooni tehnoloogiat, millega tselluloosi keskkonnasäästlikult ja ressursitõhusalt väärindada biomaterjaliks kasutades taimsete õlide tootmise kõrvalsaadusi. Projekti tugevdab ettevõtete ja akadeemia koostööd, suurendab kompetentsi puidukeema valdkonnas ning panustab akadeemilisse järelkasvu.

Inseneripuittoodete valmistamisel läbib puit mitmeid protsessietappe, mis mõjutavad nii puidu kui ka lõpptoote kvaliteeti. Hetkel puuduvad holistilised uuringud nende protsesside kaasmõju kohta liimliite kvaliteedile. Vaatamata 20-aastasele teoreetilisele baasile ebapiisava adhesiooni ja liimkatsete tulemuste varieeruvuse mõistmiseks on vahendid, et mõista pinnadefektide mõju liimliite kvaliteedile, välja arendamata, mille tulemuseks on suured hajuvused liimliite kvaliteedis ja aeglane tehniline areng. Lisaks uuritakse projektis inseneripuittoodete tulepüsivust. Täiustatakse projekteerimis- ja hindamismeetodeid ning laiendatakse nende ulatust uutele uuenduslikele puittoodetele, mis põhinevad eksperimentaalsetel uuringutel ja termomehaanilistel simulatsioonidel. Projekti tulemused kiirendavad biopõhiste liimide kasutuselevõttu, parandavad inseneripuittoodete konkurentsivõimet ja turvalisust ning soodustavad madala kvaliteediga puiduliikide kasutamist.

Projekti eesmärk on välja töötada odavad ja kiired analüütilised tööriistad kliiniliselt oluliste biomarkerite ja keskkonnasaasteaineite tuvastamiseks keerulistes keskkondades, kasutades sensormassiiviga integreeritud molekulaarselt jäljendatud polümeere (MIP) kui robustseid ja odavaid biomimeetilisi retseptoreid. Projekt keskendub MIP mugavate ja keskkonnasõbralike sünteesimeetodite väljatöötamisele, mis võimaldavad MIP-ide automatiseeritud ja tõhusat integreerimist sensormassiiviga, samuti sobivate andmetöötlusmeetodite väljatöötamisele MIP-põhiste sensormassiivide genereeritud signaalide tõhusaks tõlgendamiseks. Usume, et projekti raames välja töötatud lahendused loovad uue põlvkonna analüütilised tööriistad, mis, aitavad kaasa rahvatervise ja ohutuse parandamisele kriitilistes tööstusharudes, nagu meditsiiniline diagnostika ja keskkonnaseire.