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
Perhetaustalla vahva yhteys yritysjohtajien talousrikoksiin7.1.2026 07:48:00 EET | Tiedote
Yrityksen ylimmän johdon taipumus talousrikoksiin on vahvasti yhteydessä vanhempien, puolison sekä nuoruusajan kasvuympäristön talousrikostaustaan, osoittaa Oulun yliopistossa tehty laajoihin rekisteriaineistoihin perustuva tutkimus.
Pallaksen Matorovansuon soiden ennallistamisalue UNESCO-verkostoon – Vesitutkimus ja luontopohjaiset ilmastoratkaisut nousevat kansainväliseksi ennallistamisen malliksi7.1.2026 06:34:00 EET | Tiedote
Unesco on nimennyt Pallas-Yllästunturin kansallispuiston tuntumassa olevan Matorovansuon tutkimusalueen kansainväliseen Ecohydrology Demonstration Site -verkostoon. Valinta nostaa suomalaisen vesi-, suo- ja ilmastotutkimuksen johtavaksi esimerkiksi ratkaisukeskeisestä tutkimuksesta, jolla etsitään keinoja ympäristön ja yhteiskunnallisiin haasteisiin.
Syksyn englanninkielisiin tutkinto-ohjelmiin haetaan 21.1. mennessä5.1.2026 05:55:00 EET | Tiedote
Oulun yliopistolla on yli 25 kansainvälistä englanninkielistä tutkinto-ohjelmaa kevään 2026 ensimmäisessä yhteishaussa, joka alkaa 7.1. Näistä neljä valmistaa kandidaatin ja maisterin tutkintoon ja loput ovat kaksivuotisia maisteriohjelmia. Aloituspaikkoja on kaikkiaan 825.
Uudessa Lihavuustutkijat-podcastissa keskustellaan paljon muustakin kuin painosta4.1.2026 06:45:00 EET | Tiedote
Lihavuus, sen hoitomuodot ja aiheeseen liittyvä keskustelukulttuuri ovat olleet viime vuosina vahvasti esillä julkisuudessa. Vaikka kiinnostus on suurta, keskustelu voi helposti painottua kielteisiin näkökulmiin ja väärinkäsityksiin. Tätä haluavat muuttaa tutkijatohtorit Juulia Lautaoja-Kivipelto (Oulun yliopisto) ja Johanna Matilainen (Helsingin yliopisto), jotka lanseeraavat uuden Lihavuustutkijat-podcastin.
Tutkijat: Suomen vesihuolto putkirempan edessä – putkien pettäessä esiin nousevat korjausvelka, turvallisuus ja kuntatalous29.12.2025 06:35:00 EET | Tiedote
Päivitetty vesihuoltolaki astuu voimaan 1.1.2026, ja Oulun yliopiston asiantuntijat ovat haastateltavissa. Suomalainen hanavesi on yhä huippua, mutta vesihuolto ei ole itsestäänselvyys. Heikot kohdat astuvat valokeilaan, kun 1960–1970‑luvuilla rakennetut, yli 50 vuotta vanhat putkistot ja laitokset kaipaavat remonttia. Vesi- ja jätevesimaksuihin kohdistuu lähivuosina nousupaineita korjausvelan, ilmastonmuutoksen ja huoltovarmuuden turvaamisen takia.
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