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
Uudet professorit esittäytyvät Oulun yliopistossa juhlaluennoilla ti 8.4.2025 klo 13–152.4.2025 12:16:00 EEST | Tiedote
Kuinka semanttinen viestintä määrittelee tietoliikenteen? Millainen on ohjelmistoarkkitehtuurin tulevaisuus, tai entäpä resilienssi yksilöllisesti ja alueellisesti? Kuulemme myös teräksen laatukysymyksistä, kun uudet professorimme johdattelevat kuulijoita ajankohtaisten tutkimusteemojensa äärelle kaikille avoimilla juhlaluennoilla Linnanmaan Tellus Stagella tiistaina 8.4.2024 kello 13–15. Tilaisuutta voi seurata myös etäyhteyksin.
Suomalainen huoltovarmuus: Viljan varastoinnista sosiaaliseen kriisinkestävyyteen2.4.2025 05:35:00 EEST | Tiedote
Suomalainen huoltovarmuus on aiempina vuosisatoina perustunut elintarvikkeiden säilöntään. 2000-luvulla kriisinkestävyys tarkoittaa myös tiedollista, kielellistä ja sosiaalista huoltovarmuutta.
Professori Mikko Hallman saa lastenlääketieteen arvostetuimman palkinnon1.4.2025 05:50:00 EEST | Tiedote
Rosén von Rosenstein -mitali myönnetään joka viides vuosi kolmelle tai neljälle ansioituneelle lastenlääkärille, ja sen jakaa Uppsalan yliopisto Ruotsissa. Mitalia pidetään maailman arvostetuimpana lastenlääketieteen palkintona. Se on nimetty modernin lastenlääketieteen perustajan Nils Rosén von Rosensteinin mukaan. Professori Hallman vastaanottaa palkinnon Uppsalassa 1. huhtikuuta järjestettävässä juhlatilaisuudessa.
Aistiyliherkkyys haastaa arjen – aistikuormituksella voi olla merkittäviä vaikutuksia mielenterveyteen ja sosiaaliseen toimintakykyyn27.3.2025 06:37:00 EET | Tiedote
Luokkahuoneen hälinä, kirkas valaistus, hankaava vaate tai suussa omituiselta tuntuva ruoka voivat tehdä tavallisesta arjesta raskasta aistiyliherkälle. Oulun yliopistossa tutkitaan, miten arkipäivän aistikuormitus heijastuu psyykkiseen vointiin ja sosiaaliseen toimintakykyyn lapsilla ja aikuisilla.
Oulun yliopistoon 18 606 hakijaa yhteishaussa26.3.2025 11:02:26 EET | Tiedote
Oulun yliopistoon haki kevään toisessa yhteishaussa 18 606 hakijaa. Tiistaina 25.3.2025 päättyneessä haussa Oulun yliopiston suomenkielisissä koulutusohjelmissa on tarjolla yhteensä 2455 opiskelupaikkaa. Hakijoiden määrä kasvoi hiukan viime vuodesta. Ensisijaisesti Oulun yliopistoon haki 5239 henkilöä.
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