Uuden materiaalitutkimusmenetelmän teho yli satakertaiseksi
10.9.2019 12:30:00 EEST | Oulun yliopisto | Tiedote
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
Koettu saavutettavuus vaikuttaa kaupunkilaisten luontokäyntien tiheyteen12.2.2026 07:43:00 EET | Tiedote
Viheralueiden koetulla saavutettavuudella on suuri vaikutus siihen, kuinka usein ihmiset viettävät aikaa kaupunkien luonnossa. Uuden tutkimuksen mukaan viheralueen hyvä saavutettavuus voi olla yhtä tärkeää kuin itse luontoalueen ominaisuudet, kun tarkastellaan luontokäyntien tiheyttä kaupungeissa ja niiden lähiympäristössä Suomessa.
Pohjois-Suomen syntymäkohortin 60-vuotiaat kutsutaan laajaan terveystutkimukseen12.2.2026 05:45:00 EET | Tiedote
Pohjois-Suomen vuoden 1966 syntymäkohorttiin kuuluvat osallistujat ovat saavuttamassa 60 vuoden iän. Heidät kutsutaan mukaan laajaan seurantatutkimukseen, jossa tarkastellaan kokonaisvaltaisesti terveyttä, hyvinvointia ja ikääntymisen varhaisia muutoksia. Tutkimus tarjoaa ainutlaatuisen näkymän terveyden kehitykseen koko elämänkaaren ajalta.
Uusi menetelmä tehostaa nanohiukkasten hallintaa ja erottelua – lupaava työkalu lääketieteelliseen tutkimukseen10.2.2026 05:45:00 EET | Tiedote
Nanokokoisten hiukkasten tutkimuksessa niiden tarkka hallinta ja erottelu on ollut vuosia biotekniikan pullonkaula. Oulun yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän, joka tehostaa hiukkasten erottelua ja puhdistusta. Lupaavaa menetelmää voidaan hyödyntää esimerkiksi syöpätutkimuksessa.
Uudet opiskelijat: ala ratkaisee – kansainväliset opiskelijat nostavat ennakko-orientaation vahvuudeksi9.2.2026 08:57:39 EET | Tiedote
Oulun yliopistoon hakemisen tärkein syy on kandidaattivaiheessa edelleen kiinnostava koulutusala tai tutkinto. Näin kertoi 62 % ensimmäisen vuoden opiskelijakyselyyn vastanneista. Lisäksi sijainti ja Oulu kaupunkina, kaverien suositukset sekä pisterajat mainitaan usein.
Biohartsit tuulivoimaloihin, liimoihin ja veneisiin haastavat fossiilimateriaalit suorituskyvyssä ja kierrätettävyydessä – runsaasti saatavilla metsäteollisuudessa9.2.2026 06:21:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uusia biomassapohjaisia hartsimateriaaleja, joilla voidaan korvata nykyiset öljypohjaiset materiaalit komposiittituotteiden valmistuksessa. Biopohjaiset hartsit ovat vähintään yhtä lujia kuin nykyiset materiaalit. Raaka‑aineita saadaan metsä- ja maatalouden sivuvirroista.
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