Väitös 15.9.2023: Ratkaisuja nanomateriaalien mittaustulosten tarkkuuden parantamiseksi (Kinnunen)
Pienikokoisten nanomateriaalien mittaaminen on haastava prosessi, joka voi helposti johtaa virheellisiin mittaustuloksiin. FM Virva-Tuuli Kinnunen tutki kemian väitöskirjassaan pienikokoisten nanomateriaalien määrittämistä, sekä kehitti uusia ratkaisuja mittaustulosten tarkkuuden parantamiseksi.
Nanomateriaalit ovat erittäin pienikokoisia materiaaleja, jotka voivat olla jopa 100 000 kertaa hiuksen paksuutta pienempiä. Pienen kokonsa vuoksi niillä esiintyy erikoisia fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, joita ei havaita lainkaan isomman partikkelikoon omaavilla vastaavilla materiaaleilla. Juuri nämä ominaisuudet tekevät niistä äärimmäisen houkuttelevia erilaisiin nykypäivän ja tulevaisuuden käyttökohteisiin.
Nanomateriaalit eivät kuitenkaan ole ainoastaan ihmisen keksimä tuote, vaan luonnollisia nanomateriaaleja on ollut olemassa aikojen alusta lähtien.
- Tällaisia ovat esimerkiksi metsäpaloissa ja tulivuorenpurkauksissa syntyvän savun ja tuhkan sisältämät yhdisteet, kertoo FM Virva-Tuuli Kinnunen.
Nanoteknologian kehittymisen seurauksena erilaisia nanomateriaaleja on kuitenkin ryhdytty valmistamaan teollisessa mittakaavassa, ja laboratorio-oloissa niiden ominaisuuksia voidaan lähes rajattomasi muokata tiettyihin tarkoituksiin. Nykyään nanomateriaalien ominaisuuksia hyödynnetäänkin laajasti niin teollisuudessa kuin tavallisissa kuluttajille suunnatuissa tuotteissakin, kuten elektroniikassa, kosmetiikassa ja tekstiileissä.
Nanomateriaalit uhka ympäristölle tai terveydelle?
Nanomateriaalien käyttöön saattaa kuitenkin liittyä riskejä, sillä toistaiseksi niiden ympäristö- ja terveysvaikutuksia ei vielä tunneta täysin. Mahdollisten haittavaikutusten selvittämiseksi näiden materiaalien käyttäytymistä ympäristössä sekä niiden vaikutuksia eläviin organismeihin tuleekin tutkia lisää.
Pienikokoisten nanomateriaalien tutkiminen vaatii äärimäisen herkkiä analyysitekniikoita, joista yksittäispartikkeli induktiivisesti kytketty plasma-massaspektrometri on yksi esimerkki. Tällä tekniikalla voidaan määrittää näiden materiaalien käyttäytymistä ja vaikutuksia sääteleviä ominaisuuksia erilaisista näytteistä, kuten partikkelikoko, konsentraatio ja liuenneessa muodossa olevan analyytin pitoisuus.
Luotettavat mittaustulokset vaativat tarkkuutta
Erittäin pienikokoisten nanomateriaalien mittaaminen on haastavaa, ja monet eri tekijät voivat johtaa helposti virheellisiin tuloksiin. Tässä väitöskirjassa kehitettiin näytteiden esikäsittelyyn ja mittausolosuhteiden parantamiseen erilaisia ratkaisuja, joiden avulla nanomateriaalien määrityksen tarkkuutta pystyttiin merkittävästi parantamaan. Mittauslaitteen kykyä havaita entistä pienempiä nanopartikkeleita tehostettiin mittausparametrien optimoinnilla, jossa hyödynnettiin tilastollista koesuunnittelua.
- Optimoinnilla laitteen herkkyyttä saatiin merkittävästi kasvatettua, minkä ansiosta nanopartikkeleiden koko ja konsentraatio pystyttiin tarkemmin määrittämään, selittää Kinnunen.
Tutkimuksessa kehitettiin lisäksi kaksi helppokäyttöistä näytteen esikäsittelymenetelmää, joilla mittausta häiritsevän liuenneen hopean pitoisuutta pystyttiin tehokkaasti vähentämään. Näissä hyödynnettiin erilaisia kiinteäfaasiuuttomateriaaleja joko sellaisenaan, tai sidottuna 3D-tulostettuihin kemiallisesti aktiivisiin sieppareihin. Näytteen esikäsittelyn ansiosta nanomateriaalien ominaisuudet pystyttiin määrittämään entistä tarkemmin jopa haastavista ympäristönäytteistä, kuten humuspitoisista jokivesistä.
FM Virva-Tuuli Kinnusen väitöskirjan “Improving the accuracy of single particle ICP-MS analyses of Au and Ag nano-particles” tarkastustilaisuus järjestetään 15.9.2023 klo 12 Ylistönrinteellä salissa Kem4. Vastaväittäjänä toimii Associate Professor Katrin Löschner (Technical University of Denmark) ja kustoksena yliopistonlehtori Rose Matilainen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Julkaisutiedot
Väitöskirja “Improving the accuracy of single particle ICP-MS analyses of Au and Ag nano-particles” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/88554
Yhteyshenkilöt
Iida KällroosTekninen avustajaViestintä ja yhteisöllisyys
Puh:0505957781iida.i.kallroos@jyu.fiJyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi
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 Jyväskylän yliopisto
Liikuntaharjoittelun yksilöllisyys kansainvälisen konferenssin pääteemana Jyväskylässä 19.–21.11.202513.11.2025 06:30:00 EET | Tiedote
Miksi toiset kehittyvät liikuntaharjoittelussa nopeammin kuin toiset? Miten harjoitteluvasteita voidaan ennustaa ja miten perimä vaikuttaa harjoittelun tuloksiin? Muun muassa näihin kysymyksiin kuullaan vastauksia Jyväskylässä järjestettävässä kansainvälisessä valmennustieteen konferenssissa, joka kokoaa yhteen yli 200 osallistujaa ja johtavat alan tutkijat ympäri maailmaa.
Väitöstutkimus: Talousjohto tarvitsee eettisissä tilanteissa selviytymiseen myös etiikkaan liittyvää koulutusta11.11.2025 10:38:04 EET | Tiedote
KTM Heljä Syrén tarkastelee Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulussa tekemässään laskentatoimen ja yritysrahoituksen väitöskirjassaan talousjohdon ammattilaisen työssään kohtaamia eettisiä tilanteita ja niiden ratkaisemiseen liittyvää eettistä päätöksentekoa. Tutkimuksen mukaan selviytyäkseen eettisissä haasteissa laskentatoimen ammattilainen tarvitsee tuekseen koulutusta, jossa käsitellään ”kovan ammattiosaamisen” rinnalla myös etiikkaa. Lisäksi eettisessä päätöksenteossa auttavat organisaation sosiaalipsykologisten prosessien tunnistaminen ja eettisen arvioinnin strategioiden hallitseminen.
EU-rahoitus selvittää siittiöiden ryhmäkäyttäytymistä11.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Tutkijatohtori Varpu Pärssinen on saanut yli 200 000 euron EU-rahoituksen tutkimukseen, jossa selvitetään, miksi joidenkin eläinlajien siittiöt muodostavat laajoja ryhmiä ikään kuin solujen välistä yhteistyötä tehden. Tutkimus lisää ymmärrystä lisääntymisbiologian evolutiivisista mekanismeista.
Mielen hyvinvointi ja huolenpito toisista yhteydessä työssä jatkamisen toiveisiin10.11.2025 13:31:10 EET | Tiedote
Gerontologian tutkimuskeskuksessa Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa tehty tutkimus osoitti, että generatiivisuus – halu huolehtia seuraavasta sukupolvesta – sekä mielen hyvinvointi ovat merkityksellisiä tekijöitä työssä jatkamisen näkökulmasta.
Väitöstutkimus: Nykykirjallisuuden queer-kerronta voi vastustaa kertojan sukupuolittamista7.11.2025 07:58:00 EET | Tiedote
FM Joonas Säntin väitöskirja käsittelee nykykirjallisuuden poikkeusilmiöitä, mutta yhdistää ne laajempaan analyysiin kertojien sukupuolittamisesta ja yhteiskuntakriittisen kertomustieteen haasteista. Sukupuolettomat kertojat haastavat ja vastustavat lukijoiden tulkinnallisia kehyksiä.
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