Väitös: Piipinnan päälle valmistetut DNA-origami hilat avaavat mahdollisuuksia ison mittakaavan nanovalmistukselle (Parikka)
12.12.2025 09:00:00 EET | Jyväskylän yliopisto | Tiedote
Jyväskylän yliopiston väitöstutkimuksessa kehitettiin DNA-origameista kaksiulotteisia verkkomaisia rakenteita piipinnoille ja selvitettiin, miten erilaiset olosuhteet vaikuttavat niiden muodostumiseen. Tulokset avaavat uusia mahdollisuuksia DNA-avusteisen litografian käytössä ja sitä kautta uudenlaisten materiaalien valmistuksessa, esimerkiksi optiikan sovelluksiin.
Väitöskirjatutkija Johannes Parikka valmisti väitöskirjatyössään DNA-origameista kaksiulotteisia (2D) verkkomaisia hiloja piipinnoilla.
- DNA-origamit ovat DNA-juosteista valmistettuja, nanokokoluokan rakenteita, jotka voivat vuorovaikutusten avulla muodostaa isompia hilamaisia rakenteita, tarkentaa väitöskirjatutkija Johannes Parikka Jyväskylän yliopistolta.
Tähän asti vastaavia DNA-origami hiloja on tehty pääosin mica-pinnalla, joka hauraana mineraalina, ei kuitenkaan sovellu jatkokäsittelyyn. DNA-origami hilan muodostaminen piille luo mahdollisuuden DNA-avusteisen litografian käyttöön, joka edelleen mahdollistaa uudenlaisten materiaalien valmistuksen.
- Piipinnalla valmistettujen DNA-origami hilojen koko saatiin suurimmillaan kasvatettua 5,6 µm2:iin, mikä tarkoittaa noin 560 DNA-origamia. Tämä on tähän mennessä merkittävin piipinnalla saavutettu tulos kyseiselle DNA-origamille, kertoo Parikka.
Monikäyttöinen DNA-origami
Väitöskirjatutkimuksessa hyödynnettiin DNA-origamien itsejärjestyvyyttä piipinnan päällä, jossa niistä voidaan muodostaa isompia 2D-hiloja. DNA-origami sekä käsitelty piipinta ovat negatiivisesti varautuneita. Kaksiarvoinen kationi, kuten Mg2+, voi täten kiinnittää DNA-origamit pintaan kiinni. DNA-origamien ja pinnan vuorovaikutuksen voimakkuutta voidaan säädellä yksiarvoisen kationin, kuten Na+:n avulla eli käytännössä ruokasuolalla (NaCl).
- Na+ ionien eli suolan lisäys syrjäyttää osan kiinnittävistä Mg2+ ioneista, joka lisää DNA-origamien liikkuvuutta pinnalla, mikä edelleen mahdollistaa hilan muodostumisen, täsmentää Parikka.
Väitöskirjatyössä määritettiin, kuinka eri olosuhteet, kuten lämpötila ja suolakonsentraatiot, vaikuttavat hilan muodostumiseen. Rakenteet kuvattiin pääosin atomivoimamikroskoopin (AFM) avulla.
- Havaitsin myös, että olosuhteita, käytännössä näyteliuoksen suolapitoisuutta, kontrolloimalla, DNA-origami hiloista voidaan kääriä putkimaisia rakenteita liuoksessa. Lisäksi samaa DNA-origamia voidaan pienin muutoksin käyttää kontrolloitujen nanopartikkelihilojen valmistuksessa, kertoo Parikka.
Kohti metamateriaalien valmistusta
Väitöskirjan tulokset ovat tärkeitä DNA-origami hilojen valmistuksessa piipinnalla, ja sitä kautta edelleen optiikassa, koska tulokset mahdollistavat rakenteiden metallisoinnin DNA-avusteisella litografialla. Metallihilat vahvistavat valmistettujen rakenteiden optista vastetta enemmän kuin yksittäiset rakenteet ja mahdollistavat niin kutsuttujen metamateriaalien valmistuksen.
- Metamateriaaleilla on jokin ominaisuus, kuten negatiivinen taitekerroin, jonka ansiosta ne poikkeavat tavallisista, luonnosta löytyvistä materiaaleista, selittää Parikka.
Johannes Parikka valmistui filosofian maisteriksi Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta vuonna 2020 ja aloitti väitöskirjatutkimuksen fysiikan laitoksella ja Nanotiedekeskuksessa. Tutkimuksen ohjaajana toimi professori Jussi Toppari ja siihen on saatu rahoitusta Jane ja Aatos Erkko säätiöltä, Suomen Akatemialta, Magnus Ehrnroothin säätiöltä, Jyväskylän yliopistolta sekä Emil Aaltosen säätiöltä.
FM Johannes Parikan väitöskirjan “Nanovalmistus DNA-origamin avulla” tarkastustilaisuus pidetään perjantaina 19.12.2025 klo 12.00 Ylistönrinteellä salissa FYS1. Vastaväittäjänä toimii professori Tim Liedl (Ludwig-Maximilians-Universität München) ja kustoksena professori Jussi Toppari (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöstilaisuutta on myös mahdollista seurata suorana lähetyksenä Moniviestimen välityksellä osoitteesta https://r.jyu.fi/dissertation-parikka191225.
Väitöskirja “Nanovalmistus DNA-origamin avulla” on luettavissa JYX-julkaisuarkistossa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-1191-2.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Väitöskirjatutkija Johannes Parikka, johannes.m.parikka@jyu.fi
Elina LeskinenViestinnän asiantuntija
Puh:+358 50 461 7880elina.leskinen@jyu.fiKuvat
Jyväskylän 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
Kirjailija Sofi Oksanen Martti J. Kari -muistoluennon puhujaksi21.9.2026 12:00:21 EEST | Tiedote
Martti J. Kari -muistoluento 10.12.2026 klo 15.00-16.30 Jyväskylän yliopiston juhlasali
Pohjois-Euroopan vanhojen metsien tunnistamiseen tarvitaan yhteinen tieteellinen perusta17.9.2026 08:10:00 EEST | Tiedote
Kansainvälinen tutkijaryhmä on julkaissut kokoavan katsauksen, joka tarjoaa tieteeseen perustuvat kriteerit Pohjois-Euroopan vanhojen metsien tunnistamiseksi. Julkaisu on tarkoitettu valtakuntien rajat ylittäväksi tueksi päättäjille ja viranomaisille, jotka toteuttavat EU:n komission vaatimusta tunnistaa ja suojella jäljellä olevat vanhat ja luonnontilaiset metsät.
Korkea painoindeksi nuoruudessa voi kiihdyttää biologista vanhenemista17.9.2026 06:30:00 EEST | Tiedote
Jyväskylän yliopiston tutkimus osoitti, että korkea painoindeksi nuoruudessa voi olla yhteydessä kiihtyneeseen biologiseen vanhenemiseen aikuisuudessa. Tulokset viittaavat siihen, että erityisesti nuoret, joilla on korkea painoindeksi vanhenevat biologisesti muita nopeammin.
Aikuiset oppivat vieraan kielen puheäänteitä nopeasti – yhdessä oppiminen voi vauhdittaa oppimista15.9.2026 09:03:14 EEST | Tiedote
Aikuiset voivat oppia vieraan kielen uusia puheäänteitä huomattavasti nopeammin kuin aiemmin on ajateltu. Jyväskylän yliopiston tutkimuksessa suomenkieliset aikuiset oppivat havaitsemaan mandariinikiinan sävelkulkuja jo neljän tunnin harjoittelun jälkeen. Tulokset viittaavat myös siihen, että toisen oppijan läsnäolo voi tukea oppimista erityisesti sen alkuvaiheessa.
Global Ranking of Academic Subjects 2026: Seitsemän JYU:n tieteenalaa mukana maailman parhaiden joukossa15.9.2026 08:38:12 EEST | Tiedote
Tiistaina 15.9.2026 julkaistussa Shanghai Rankingin eri tieteenalojen kansainvälisessä yliopistovertailussa (Global Ranking of Academic Subjects) Jyväskylän yliopisto sijoittuu sadan parhaan joukkoon kahdessa tieteenalaluokassa.
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