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
Oulun yliopiston hallitus haastattelee kolme hakijaa rehtorin tehtävään16.8.2024 09:58:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston hallitus päätti kokouksessaan 15.8.2024 kutsua kolme hakijaa haastatteluun rehtorin tehtävää varten. Haastatteluihin kutsutaan vararehtori, professori Mika Hannula, professori Helka-Liisa Hentilä ja vararehtori Arto Maaninen.
Yli 700 ympäristöhistorian asiantuntijaa kokoontuu maailmankongressiin Ouluun13.8.2024 06:43:00 EEST | Tiedote
Yli 700 asiantuntijaa ihmistieteellisen ympäristötutkimuksen alalta ympäri maailman kokoontuu 19.–23.8.2024 Oulun yliopistossa järjestettävään Ympäristöhistorian maailmankongressiin. Osallistujamäärällään se on yksi suurimmista Oulussa järjestetyistä kansainvälisistä kokouksista.
Oulun yliopiston rehtoriksi haki 20 henkilöä29.7.2024 11:36:59 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston rehtorin tehtävään haki määräaikaan 26.7.2004 mennessä 20 henkilöä. Tehtävä täytetään vuoden 2025 alussa käynnistyvälle viisivuotiskaudelle.
Oulun yliopiston opiskelijavalinnan tulokset on julkaistu4.7.2024 11:39:42 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston opiskelijavalinnan tulokset on julkaistu. Syksyllä 2024 yliopiston suomenkielisissä kandidaatti- ja maisteriohjelmissa aloittaa noin 2500 uutta opiskelijaa.
Maan magneettikentän heikentyessä Auringon äärimmäiset hiukkaspurkaukset voivat uhata otsonikerrosta ja DNA:ta4.7.2024 06:04:00 EEST | Tiedote
Auringon hiukkaspurkausten aikana Maan ilmakehään voi kohdistua lyhytaikaisesti erittäin voimakas ja energeettinen hiukkasryöppy. Nykyisellään Maan magneettikenttä torjuu tehokkaasti useimmat hiukkaspurkaukset. Vuosituhansien ajanjaksoilla magneettikentän tiedetään kuitenkin toisinaan häviävän. Tuolloin tapahtuvat Auringon äärimmäiset hiukkaspurkaukset voivat vaikuttaa ilmastoon ja elämään maapallolla, todetaan uudessa kansainvälisessä tutkimuksessa, jossa mukana on myös Oulun yliopisto.
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