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
Kaupallisilla dna-testeillä etsitään isiä8.12.2025 08:32:00 EET | Tiedote
Sylkinäytteisiin perustuvat kaupalliset dna-testit ovat muuttaneet tapaa, jolla ihmiset etsivät biologisia juuriaan. Tutkija näkee laajenevassa ilmiössä myös ongelmia.
Uusia mittausmenetelmiä metaanivuotojen seurantaan4.12.2025 07:49:00 EET | Tiedote
EU-rahoitteisen Aurora Interreg -hankkeen MEQALin tutkijat kehittävät uusia menetelmiä metaanipäästöjen havaitsemiseen ja määrän arviointiin erilaisissa kohteissa. Äskettäin he vierailivat Gasgridillä Suomessa nähdäkseen, miten olemassa olevaa teknologiaa käytetään päästöjen mittaamiseen käytännössä.
6G-testikeskuksen yritysasiakkaat tekevät monipuolisesti tuotteita puolustusteollisuuteen3.12.2025 07:07:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston 6G-testikeskus on ollut toiminnassa noin vuoden ja lähtenyt vauhdikkaasti liikkeelle, kuten tällaisessa maailmantilanteessa ja puolustusteollisuuteen kaksoiskäyttötuotteita tarjoavia yrityksiä markkinoille auttaessa pitääkin. Neljä kumppaniyritystä eli Scaleout, Wayren, Microamp ja Winse Power ovat kaikki olleet mukana testeissä DIANA Challenge -prosessin kautta. Suorana asiakkaana on ollut Tambest. Nämä viisi voidaan nyt tuoda julkisuuteen. Seuraavan vuoden asiakasyritysten valinta on jo käynnissä.
Sylki on lupaava vaihtoehto nenänielunäytteelle lasten hengitystieinfektioiden diagnostiikassa3.12.2025 06:45:00 EET | Tiedote
Uuden tutkimuksen mukaan sylkemällä annettu näyte voi toimia luotettavana vaihtoehtona perinteiselle nenänielusta otettavalle tikkunäytteelle lasten hengitystieinfektioiden diagnostiikassa. Useimmille lapsille sylkinäytteen antaminen on nenänielunäytettä myös huomattavasti miellyttävämpää.
Puolison kuolinsyyllä yhteys leskien kuolleisuuteen – avoliitossa ero korostuu1.12.2025 06:32:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat ovat löytäneet merkittäviä eroja avo- ja avioliitosta leskeksi jääneiden kuolleisuudessa puolison kuolinsyyn perusteella. Kumppanin tapaturmainen kuolema lisää leskien kuolleisuusriskiä enemmän kuin sairausperäinen menetys. Etenkin avoliitossa eläneiden kuolleisuus kasvaa selvästi puolison menetyksen jälkeen.
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