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
Tuntureilla variksenmarja leviää ja mustikka taantuu13.10.2025 05:04:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat ovat havainneet, että puuttomien tunturikankaiden yleisimmät kasvillisuustyypit, kuten mustikka-, variksenmarja-, vaivaiskoivu- ja kanervatyyppi, ovat alkaneet muistuttaa toisiaan eli homogenisoitua.
Potilaiden käyttämät mobiilisovellukset auttavat lääkäreitä pitkäaikaissairauksien hoidossa8.10.2025 06:36:00 EEST | Tiedote
Mobiiliteknologioiden nopea kehitys tarjoaa uusia mahdollisuuksia potilaiden aktiiviselle osallistumiselle terveydenhuoltoon. Itsehoidon mobiiliterveysratkaisut, kuten sovellukset ja puettavat laitteet, tuottavat potilaan keräämää terveystietoa, jota voidaan hyödyntää pitkäaikaissairauksien hoidossa. Näiden ratkaisujen käyttö kliinisissä työnkuluissa on kuitenkin edelleen rajallista, ja terveydenhuollon ammattilaisilla on keskeinen rooli niiden onnistuneessa hyödyntämisessä.
Limpuista levaineihin – kerro tutkijoille leivän leipomisesta7.10.2025 06:33:00 EEST | Tiedote
Kupliiko keittiössäsi hapanleipäjuuri? Syntyykö leipätaikinasi sormituntumalla vai leivontavideoiden ohjeilla? Millaisia kommelluksia, kokeiluja ja oivalluksia olet kokenut leipätaikinoiden äärellä? Leivän leipomiskokemukset kiinnostavat nyt Oulun yliopiston tutkijoita.
Dna-viivakoodaus nopeuttaa lajien seurantaa Amazonin ja myös Suomen metsissä3.10.2025 07:04:00 EEST | Tiedote
Dna-viivakoodaus kannettavien laitteiden avulla mullistaa monimuotoisuuden seurannan Perun Amazonin sademetsissä. Tekniikkaa hyödynnetään maailmanlaajuisesti, myös pohjoisissa metsissä Oulun yliopiston tutkimuksissa.
”Tärkeintä on lisätä tietoa” – Sonja Pietiläisen tutkimus avaa oikeistoradikalismin ja ilmastopolitiikan rajoja poikkeuksellisella tavalla1.10.2025 11:18:43 EEST | Tiedote
Tuore väitöskirja nostaa esiin muun muassa äärioikeiston suhteen ilmastonmuutokseen.
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