Uuden materiaalitutkimusmenetelmän teho yli satakertaiseksi
Materia koostuu atomeista, joista useimpien ytimet käyttäytyvät kuten mikroskooppiset sauvamagneetit. Suuntaamalla näitä magneetteja voidaan muuttaa materiaalin läpäisevän valonsäteen ominaisuuksia. Ydinmagneto-optiset (NMO, nuclear magneto-optic) ilmiöt, joista ensimmäinen havaittiin vuonna 2006, mahdollistavat uusien lupaavien menetelmien kehittämisen materiaali- ja molekyylitutkimukseen.
NMO-spektroskopioiden avulla saadaan tietoa yksittäisten atomien kokoa vastaavalla paikkaerotuskyvyllä muuttamatta tutkittavan näytteen ominaisuuksia pysyvästi. Tässä NMO-menetelmät muistuttavat kemian alalla keskeistä ydinmagneettista resonanssispektroskopiaa (NMR, nuclear magnetic resonance) sekä magneettikuvausta (MRI, magnetic resonance imaging), joka puolestaan on äärimmäisen tehokas lääketieteen diagnostiikan työkalu.
Satakertainen signaali
NMO-tutkimuksen kunnianhimoisena tavoitteena on luoda äärimmäisen herkkä optinen havaintomenetelmä, jolla saadaan materiaalitietoa atomaarisella tarkkuudella. Juuri spektroskooppisen herkkyyden parantaminen on keskeistä, jotta alati pienemmistä näytemääristä saataisiin entistä tarkempaa informaatiota.
Herkkyyttä voidaan kasvattaa erityisillä hyperpolarisaatiotekniikoilla, joilla ydinmagneetteja on mahdollista suunnata täydellisemmin kuin kussakin lämpötilassa luonnollisesti esiintyy. Arvostetussa The Journal of Physical Chemistry Letters -sarjassa julkaistussa uudessa tutkimuksessaan NMR-spektroskopian tutkimusyksikön Petr Štěpánek ja Anu Kantola osoittavat, kuinka tämä saadaan aikaan vetykaasun erityistä muotoa käyttämällä.
Vedyn kaksiatomiset molekyylit voivat esiintyä kahdessa eri tilassa, orto- ja paravetynä, joiden ydinmagneetit ovat saman- ja vastakkaissuuntaiset, tässä järjestyksessä. Ylimäärän paravetyä sisältävässä kaasussa on runsaasti ydinten suuntaan liittyvää järjestystä, joka voidaan katalyytin avulla siirtää tutkittavaan molekyyliin. Seurauksena on havaittavan magneettisen signaalin moninkertaistuminen.
Paravetymenetelmällä Štěpánek ja Kantola onnistuivat parantamaan NMO-mittauksen tehoa yli satakertaiseksi. Tulos avaa näköaloja entistä herkempiin mittauksiin tällä uudella ja kiehtovalla tutkimusalalla.
Luonnontieteellisen tiedekunnan NMR-spektroskopian tutkimusyksikössä vuodesta 2008 lähtien tehty NMO-ilmiöiden teoreettinen tutkimus on tuottanut monia tärkeitä edistysaskelia. Viime vuosina yksikössä on kehitetty myös kokeellisia NMO-menetelmiä.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tutkijatohtori Petr Štěpánek, Oulun yliopiston, NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö, puh. 0294 48 1409, sähköposti: Petr.Stepanek@oulu.fi
Yliopistotutkija Anu Kantola, Oulun yliopiston, NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö, puh. 0294 48 1303, sähköposti: Anu.Kantola@oulu.fi
Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 0294 48 4091, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi
Linkit
Tietoja julkaisijasta
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
Tilaa tiedotteet sähköpostiisi
Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto
Ferritiinitasot eivät näytä liittyvän merkittävästi PCOS-naisten hedelmällisyyteen tai aineenvaihdunnalliseen terveyteen24.4.2025 05:35:00 EEST | Tiedote
Ferritiinitasot ovat munasarjojen monirakkulaoireyhtymää (PCOS) sairastavilla naisilla keskimäärin korkeammat kuin verrokeilla, mutta tällä ei ole merkittävää vaikutusta heidän hedelmällisyyteensä tai metaboliseen terveydentilaansa. Myöskään raudanpuutteella ei vaikuta olevan yhteyttä PCOS-naisten lapsettomuuteen. Tulokset perustuvat Oulun yliopistossa tehtyyn tutkimukseen, jossa selvitettiin ferritiinitasojen merkitystä PCOS-naisten terveydelle.
Yläkoulun opettajat jäävät yksin oppimisen tuen kanssa – tukimalli kaipaa selkeyttä ja resursseja23.4.2025 05:49:00 EEST | Tiedote
Yläkoulun oppimisen tuessa on vakavia puutteita. Erityisopettajien työnkuva on laajentunut hallitsemattomaksi, aineenopettajat jäävät toisinaan oppilaiden ainoaksi tueksi eikä kaikille tarvitsijoille riitä tukea. Yläkoulu tarvitsee selkeämmän ja paremmin resursoidun oppimisen tuen, jotta oppilaat saisivat tarvitsemansa avun eivätkä opettajat jäisi asiassa yksin, Oulun yliopistossa tarkastettava väitöstutkimus osoittaa.
Kansainväliset opiskelijat arvostavat opetuksen laatua Oulun yliopistossa – työpaikkoja vaikea löytää22.4.2025 05:54:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopisto tarjoaa vahvan akateemisen perustan ja Oulu turvallisen asuinympäristön, ajattelevat yliopiston kansainväliset opiskelijat. Asuntomahdollisuudet ovat erittäin kilpailukykyisiä verrattuna muihin kaupunkeihin maailmanlaajuisesti.
6G-testikeskuksen ensimmäinen yritysasiakas kehittää luodinkestävää lasia, joka suojaa myös RF-signaaleilta17.4.2025 07:15:27 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston 6G-testikeskus on päässyt aloittamaan yritysasiakkaiden testaustoiminnan. Ensimmäinen asiakas on kotimainen lasinjalostustehdas Tambest, mikä saattaa tuntua yllättävältä.
Sota meissä – Lapin sotaa muistellaan Arktikumissa 26. huhtikuuta16.4.2025 08:40:00 EEST | Tiedote
Huhtikuun lopussa tulee kuluneeksi 80 vuotta Lapin sodan päättymisestä. Lapin sota on merkittävä ajanjakso, joka on jättänyt jälkensä niin Suomen historiaan kuin yksittäisten perheiden ja ihmisten muistoihin. Sodan vaikutukset pysyvät lappilaisten mielissä ja elämässä: ne ulottuvat tähän päivään muistojen ja tarinoiden kautta. Rovaniemellä Arktikumin Polarium-salissa järjestetään ”Sota meissä – muistoja Lapin sodasta” -tilaisuus lauantaina 26.4.2025 kello 12–16.
Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.
Tutustu uutishuoneeseemme