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
Oulun yliopisto herättää henkiin sivistyneen keskustelukulttuurin – mukana eturivin vaikuttajia16.9.2025 05:58:00 EEST | Tiedote
Miten keskustelukulttuurimme voi? Onko se hiipunut ja vaipunut sosiaalisen median myrkyllisiin syövereihin? Oulun yliopistossa hyvää keskustelukulttuuria herätellään henkiin Puolesta & Vastaan -väittelysarjalla, jossa kiistanalaisistakin aiheista keskustellaan järkiperäisesti ja kunnioittavasti. Mukana on valtakunnallisesti tunnettuja asiantuntijoita ja vaikuttajia. Ensimmäinen väittely käydään keskiviikkona 24. syyskuuta.
Oulun yliopisto avaa kasvatusalan ammattilaisille polun tohtoriksi15.9.2025 05:54:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopisto tarjoaa työssäkäyville kasvatusalan ammattilaisille uudenlaista mahdollisuutta opiskella tohtoriksi työn ohella. Uudistuvan opetuksen ja jatkuvan oppimisen tohtoripolku alkaa tammikuussa 2026 kasvatustieteiden ja psykologian tiedekunnassa. Väitöskirjan voi tehdä suomeksi tai englanniksi, joko yhtenäisenä monografiana tai artikkeliväitöskirjana.
Nuoruusiän ADHD-oireet vaikuttavat aikuisiän tuloihin epäsuorasti koulutuksen ja mielenterveyden kautta11.9.2025 06:50:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston kliinisen lääketieteen tutkimusyksikkö ja kauppakorkeakoulu ovat selvittäneet, miten nuoruusiän ADHD:n (aktiivisuuden ja tarkkaavuuden häiriö) ja uhmakkuushäiriön (ODD) oireet liittyvät aikuisiän tuloihin.
Suomen Akatemialta Oulun yliopistoon kaksi merkittävää hankerahoitusta tekoälyä hyödyntävään tutkimukseen10.9.2025 07:36:05 EEST | Tiedote
Suomen Akatemian yhteydessä toimiva strategisen tutkimuksen neuvosto (STN) myönsi yhteensä 29 miljoonaa euroa talouskasvua sekä tulevaisuuden työelämää tukevaan tutkimukseen. Kymmenessä rahoitettavassa hankekokonaisuudessa tehdään pitkäjänteistä tutkimusta, jolla pyritään löytämään ratkaisuja keskeisiin yhteiskunnallisiin haasteisiin. Oulun yliopisto on mukana kahdessa kolmivuotisessa kokonaisuudessa, joissa molemmissa hyödynnetään tekoälyä.
Taantuva hömötiainen joustaa – aikaistanut pesintää jo viikolla10.9.2025 05:05:00 EEST | Tiedote
Oululaiset tali- ja hömötiaiset ovat aikaistaneet pesintäänsä viime vuosikymmeninä. Talitiaiset munivat keväällä pesäänsä ensimmäisen munan nykyisin keskimäärin noin kolme ja hömötiaiset noin seitsemän päivää aikaisemmin kuin viisi vuosikymmentä sitten.
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