Materjaliteadlasest professor: ohutus sünnib materjalidest

Materjaliteadlasest professor: ohutus sünnib materjalidest. 19.09.2025. Kriitilised toorained ja jätkusuutlik materjalitehnoloogia „Selles, et teadlased otsivad kriitilistele ja toksilistele toorainetele asendusi, ei ole midagi unikaalset – sellega tegeletakse kõikjal maailmas,“ alustas professor Kübarsepp tagasihoidlikult. „Aga meie oleme Eestis ainus uurimisrühm, mis keskendub triboloogilistele materjalidele – kulumiskindlatele komposiitidele ja -pinnetele. Meie eesmärk on asendada tribomaterjalides sageli kasutatavad koobalt ja volfram materjalidega, mis pole inimesele ja keskkonnale toksilised, mida leidub laialdaselt ning mis ei kuulu nende toorainete hulka, mille puudumisel ei oleks võimalik toota paljusid tänapäeva eluks vajalikke asju.“ Professor tõi näiteid: kui praegu püütakse akudes asendada liitiumi naatriumiga, või koobaltit alternatiivsete materjalidega, siis Kübarsepa uurimisrühm töötab selle nimel, et asendada kriitilised metallid (volfram, koobalt) eelkõige titaani ja rauaga. „Need metallid on laialt kättesaadavad ning nii inimesele kui ka keskkonnale ohutud”. Ülikooli kulumiskindlate komposiitide ja -pinnete uurimisrühma töö on keskendunud neljale küsimusele: kulumine, tribomaterjalid, tribopinded ning materjalide taaskasutus. Tegu pole üksnes tehniliste küsimustega, vaid need haakuvad tihedalt ka Euroopa Liidu rohepoliitikaga. „Kui varem oli fookus valdavalt materjalide taaskasutusel, siis nüüd rõhutatakse ringmajanduslikku aspekti ehk toote kogu elutsüklit,“ märkis Kübarsepp. „Kulumiskindlus suurendab toodete kestlikkust ning ressursitõhusust, sest toodete eluiga pikeneb ja jäätmeid tekib vähem.” Tööstus 5.0 ja materjaliteadlaste roll Kübarsepa sõnul jätkab Tööstus 5.0  tööstuse digitaliseerimisele suunatud Tööstus 4.0 eesmärke. Keskmesse on tõusnud inimene ja jätkusuutlikkus. „Tööstus 1.0 oli suunatud peamiselt mehhaniseerimisele, 2.0 elektrifitseerimisele, 3.0 automatiseerimisele ja 4.0 digitaliseerimisele. Tööstus 5.0 on tõstnud inimesekesksuse ja ettevõtete toimetuleku kõrval esile keskkonna jätkusuutlikkuse. See rõhutab, et ressursse ei saa senisel viisil edasi kasutada.“ Kübarsepa meelest on materjaliteadlastel selles kontekstis oluline roll. „Materjalid mõjutavad märkimisväärselt tehiskeskkonda, inimeste loodud keskkonda meie ümber. Inimkonna evolutsioonile on kiviajast tänase päevani omane otsida aina paremaid materjale, asendada olemasolevaid materjale parematega, olla materjalide valdkonnas innovatiivne.” Samal ajal tunnistab professor, et innovatiivseid materjale ja materjalitehnoloogiaid on sageli keeruline juurutada. „Takistuseks saavad tihti hind ja tehnoloogiline inerts. Tootjad ei soovi teha kümnete või sadade miljonite eurode suurusi investeeringuid, kui senine tehnoloogia töötab ja turul on veel vana toote järele nõudlust.“ Lahenduste hulka arvab Kübarsepp muuhulgas poliitilised otsused ja regulatsioonid: „Tööstus kohaneb, kui seadus või määrus ütleb, et toote materjal peab olema mittetoksiline, CO₂-neutraalne või probleemideta taaskasutatav”. “Kui varem oli fookus valdavalt materjalide taaskasutusel, siis nüüd rõhutatakse ringmajanduslikku aspekti ehk toote kogu elutsüklit. Kulumiskindlus suurendab toodete kestlikkust ning ressursitõhusust, sest toodete eluiga pikeneb ja jäätmeid tekib vähem.” Teaduse, õpetamise ja juhtimise lahutamatus Lisaks õppejõu ja teadlase ametile on Jakob Kübarsepp olnud ka TalTechi materjalitehnika valdkonna juht, dekaan ja prorektor. Tema kogemused annavad ainulaadse ülevaate sellest, kuidas on akadeemiline töö Eestis arenenud ja milline roll on teadlasel laiemas ühiskondlikus kontekstis. „Ülikool ei saa eksisteerida ilma teadus- ja arendustegevuseta”, ütles Kübarsepp ja viitas Humboldti ülikooli mudelile, mille kohaselt peab õpetamine põhinema teadustegevusel. “Õppe kvaliteet on kindlasti parem, kui õppejõud tegeleb õpetamise kõrval uute teadmiste loomise ning arendustegevusega.” Kübarsepp rõhutas, et professoritel on ülikoolis ka juhtiv roll – nad juhivad teadusgruppe ja -projekte, arendavad õppekavu, suunavad noori teadlasi jms. „Kui tahame, et ülikool oleks rahvusvaheliselt tõsiseltvõetav, peab kogu akadeemiline struktuur olema läbipõimunud – teadus, õpetamine, ühiskonna teenimine, juhtimine”. Professori meelest on vaja viia rahastamissüsteemis läbi muudatusi: „Teaduse ja kõrghariduse riiklik rahastamine peaks toimuma koos, ühtse institutsionaalse tegevustoetusena. Praegu rahastatakse kõrgharidust tegevustoetuse ja teadust baasrahastuse vormis.” Rahvusvahelistumine – võimalus ja väljakutse „Kui 2000. aastal oli TalTechis ainult üks ingliskeelne õppekava, siis poolteist aastakümmet hiljem on neid juba üle kahekümne,” võrdles Kübarsepp. „Rahvusvahelisumine on olnud väga kiire ja hädavajalik. Muidugi mõista pole see läinud probleemideta. Näiteks on meie üliõpilaste lühiajaline rahvusvaheline mobiilsus jätkuvalt väga väike.” Professor märkis, et üha raskem on leida eesti keelt valdavaid doktorante. „Meil on olnud väga andekaid doktorante Indiast, Pakistanist, Türgist, Ukrainast ja mujalt. Enamasti on nad väga motiveeritud, nad töötavad vajadusel nii nädalavahetuseti kui ka jõuluvaheajal. Aga Eestist on doktorante üha raskem leida. Küsimus on motivatsioonis ja tulevikunägemuses. Kui ei lisandu uusi eesti keelt valdavaid noori teadlasi, tekib küsimus, mis saab eestikeelse õppe edasisest jätkusuutlikkusest?“ „Ülikool ei saa eksisteerida ilma teadus- ja arendustegevuseta.” Juhusest pühendumiseni Jakob Kübarsepa tee materjaliteadusesse sai alguse juhusest: „1975. aasta alguses läksin koos endiste kursusekaaslastega Mustamäel õlut jooma ja keegi mainis, et professor Valdma otsib uut aspiranti. Järgmisel päeval olin kohal. Siiski oli soov aspirantuuris õpinguid jätkata küpsenud mu peas juba mitu aastat.” Alguses polnud Kübarsepal tulevasest uurimisvaldkonnast selget ettekujutust. „Mida rohkem ma teemasse süvenesin, seda enam mõistsin, materjaliteadus ja -tehnika on tõeliselt huvipakkuv valdkond, sest see võimaldab tehiskeskkonna arengusse oluliselt panustada.“ Professor rõhutas, et teda köidab materjalide mikrostruktuuri disain – see, kuidas materjali sisemist struktuuri saab muuta, nii et ka selle omadused dramaatiliselt muutuvad. „Võtame näiteks kaks identse keemilise koostise, kuid erineva mikrostruktuuriga terast. Struktuuri modifitseerides võib üht teisest kordades tugevamaks ja kestlikumaks, kulumiskindlamaks muuta“. Nõuanded noortele: lai vaade ja suutlikkus pingutada „Hea algus on tubli tulemuse saavutamise eeldus. Aga isegi keskpärane plaan on parem kui plaani puudumine,“ ütles Kübarsepp. Ta tõi esile viis põhimõtet, mida noortele teadlastele soovitab: Vaatevälja laius – ära tee liiga kitsa fookusega õppimis- ja karjääriotsuseid. Hea algus on tubli tulemuse alus – alusta varakult, mitte viimasel hetkel. Plaan on parem kui kaos – isegi kesine plaan on plaani puudumisest parem. Vaimne ja füüsiline valmisolek – ole valmis ka ootamatuteks väljakutseteks. Ära lange mugavustsooni – areng tähendab pidevat liikumist, east olenemata. Kübarsepp lisas, et iga teadlane on mitmevõistleja: „Ei peaks keskenduma vaid  teaduspublikatsioonidele, s.t ei tohi unustada, et nii ülikooli kui ka ühiskonna ootused on palju mitmekesisemad. Ma ei ole ainult teadlane ja insener, ma olen ka õpetaja, juht ja panustan ühiskonna arengusse.“ Emeriitprofessor Jakob Kübarsepp kehastab teadlast, kelle elutöö ei mahu ainult laboriseinte vahele. Tema karjäär TalTechis on kujundanud valdkonda, ülikooli ja paljusid inimesi. „Ma ei tee seda tööd üksinda,“ ütles ta, „vaid partnerluses noorte, kirglike ja väga andekate kolleegidega. Meid ühendab keskendumine kulumiskindlusele, kestlikkusele, jätkusuutlikkusele ja ohutusele – need neli sõna kirjeldavad kõige paremini, millega me tegeleme.“ „Ei peaks keskenduma vaid  teaduspublikatsioonidele, s.t ei tohi unustada, et nii ülikooli kui ka ühiskonna ootused on palju mitmekesisemad. Ma ei ole ainult teadlane ja insener, ma olen ka õpetaja, juht ja panustan ühiskonna arengusse.“