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
Lunta rakastava tutkija Charlotte Ditlevsen ei myrskystä pillastu - Oulun yliopiston tutkija selvittää lumen elinkaarta: ”Elintärkeää tietoa vesivarannoista”21.11.2024 11:17:44 EET | Tiedote
Hydrologi Charlotte Ditlevsenin mukaan on korkea aika oppia ymmärtämään, miten suuri merkitys lumella on veden saatavuuden kannalta.
Pimeää diversiteettiä valaisemaan – Tutkijat tavoittelevat läpimurtoa uusien lajien kuvaamisessa21.11.2024 10:17:00 EET | Tiedote
Oulun yliopiston koordinoima kansainvälinen tutkimushanke pyrkii ratkaisemaan lajintunnistuksen kriisin nopeasti kehittyneiden dna-teknologioiden avulla. Tavoitteena on erottaa, tunnistaa ja kuvata kymmeniä tuhansia lajeja, jotka nykyisten menetelmien hitauden vuoksi jäisivät ehkä vuosisadoiksi kokonaan tuntemattomiksi.
Varhaislapsuuden maatilaympäristö suojaa atooppiselta sairastavuudelta vielä keski-iässä21.11.2024 05:55:00 EET | Tiedote
Asuminen maatilaympäristössä imeväisikäisenä voi suojata atooppisilta sairauksilta, kuten allergiselta nuhalta, allergiselta silmätulehdukselta sekä atooppiselta monisairastavuudelta, ja suojavaikutus näkyy vielä keski-iässä. Tulos käy ilmi Oulun yliopistossa 22. marraskuuta väittelevän lääketieteen lisensiaatti Anna Haaralan väitöstutkimuksesta.
Suomalaisten erityinen metsäsuhde: Metsä koetaan jopa pyhäksi20.11.2024 06:57:00 EET | Tiedote
Suomalaisten metsäsuhde on syvälle juurtunut osa suomalaisuutta. Oulun yliopiston johtamassa tutkimuksessa selvitetään metsäsuhteemme kulttuurisia ja henkisiä ulottuvuuksia, jotka usein jäävät taloudellisten tavoitteiden varjoon.
Finländarnas särskilda relation till skogen: Skogen upplevs till och med som helig20.11.2024 06:56:00 EET | Tiedote
Finländarnas relation till skogen är en djupt inrotad del av den finländska identiteten. Ett forskningsprojekt lett av Uleåborgs universitet utreder de kulturella och andliga dimensionerna som ofta blir i skuggan av ekonomiska målsättningar.
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