Kultainen nanoliima täydentää ihmemateriaalin

Jaa

Uudessa tutkimuksessa on onnistuttu kehittämään nanoliitos, jolla yksi lupaavimmista puolijohdemateriaaleista, molybdeenisulfidi, kyetään liittämään muihin komponentteihin, kuten nikkeliin.

Nanoteknologian suosituin tutkimuskohde on viime vuosina ollut grafeeni. Tämä ihmeaine on periaatteessa hyvin yksinkertaista, sillä se koostuu pelkästä hiilestä, ja sitä voidaan valmistaa kuorimalla tavallisesta grafiitista teipin avulla yksi atomikerros pois. Näin saatu materiaali on kaksiulotteinen, minkä ansiosta sillä on joukko tavallisista kolmiulotteisista materiaaleista poikkeavia ominaisuuksia.

Yksi tärkeä ominaisuus grafeenilta kuitenkin puuttuu: se ei ole puolijohde, mikä vaikeuttaa sen käyttöä elektroniikan sovelluksissa. Tutkijat ovatkin alkaneet etsiä muita kaksiulotteisia materiaaleja, joilla on tämä toivottu ominaisuus. Yksi lupaavimmista on molybdeenidisulfidi (MoS2), joka grafiitin tavoin koostuu toisiinsa heikosti sidoksissa olevista kerroksista. Sen lisäksi, että molybdeenisulfidi on puolijohde, sen puolijohtavat ominaisuudet muuttuvat riippuen siitä, onko atomikerroksia yksi vai useampia.

Jotta yhden tai muutaman kerroksen paksuinen molybdeenisulfidi olisi käyttökelpoinen erilaisissa sovelluksissa, täytyy se kyetä liittämään muihin komponentteihin. Tarvitaan siis metallinen johdin, joka on ominaisuuksiltaan sellainen, että sähkövirta kulkee helposti tämän johtimen ja puolijohteen välillä. Molybdeenisulfidin tapauksessa lupaava johdin on nikkeli, jolla on myös muita sovellusten kannalta lupaavia ominaisuuksia.

Oulun yliopiston Nano- ja molekyylisysteemien (NANOMO) tutkimusyksikön johtama kansainvälinen tutkijaryhmä havaitsi äskettäin kuitenkin, että nikkelistä valmistetut nanohiukkaset eivät sellaisenaan kiinnity molybdeenisulfidiin. Tarvitaan kultaa, joka ”liimaa” johtimen ja komponentin toisiinsa.

NANOMOssa työskentelevä dosentti Wei Cao selittää, miten tällainen liima syntyy: ”Synteesi saadaan aikaan käyttäen äänikemiaa.” Äänikemia on menetelmä, jossa ultraäänen avulla saadaan aikaan kemiallisia reaktioita. NANOMOn tutkija Xinying Shi lisää: ”Liitoksena voi toimia joko pelkkä kultakide tai kullan, nikkelin ja molybdeenisulfidin muodostama seos.”

Näin saadaan aikaan nanoliitos, jonka sähkövastus on hyvin pieni. Liitos ei myöskään huononna molybdeenisulfidin puolijohde- eikä nikkelin magneettisia ominaisuuksia. Uudella materiaalilla on lisäksi hyviä ominaisuuksia, joita millään sen osista sellaisenaan ei ole. Se toimii mm. valokatalyyttina, joka toimii huomattavasti tehokkaammin kuin pelkkä molybdeenisulfidi. Kultaisen nanoliitoksen valmistaminen on helppoa ja halpaa, mikä tekee kehitetystä materiaalista lupaavan sovellusten kannalta.

Nanoliitoksia käsittelevä artikkeli julkaistiin johtavassa nanotieteen yleisjulkaisusarjassa Small, https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.201870100

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Professorit Matti Alatalo ja Marko Huttula, dosentti Wei Cao, NANOMO-tutkimusyksikkö, Oulun yliopisto, yhteyshenkilö: Matti.Alatalo@oulu.fi, puh. 040 5127 332

Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 0294 48 4091, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi

Kuvat

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000http://www.oulu.fi/yliopisto/

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Oulun yliopisto

Oulun yliopisto sai 6,6 miljoonaa euroa tutkimuksen profiloitumisen vahvistamiseen17.5.2019 10:30:27 EESTTiedote

Suomen Akatemia on tehnyt rahoituspäätökset yliopistojen tutkimuksen profiloitumisen vahvistamiseksi. Oulun yliopisto sai yhteensä 6,6 miljoonaa euroa digitaalisen terveyden, epäorgaanisten sivuvirtojen kiertotalouden sekä suurten data-aineistojen matemaattisen analyysin ja tekoälyn tutkimuksen vahvistamiseen. Nelivuotisella rahoituksella tuetaan yliopistojen strategioidensa pohjalta valitsemien tutkimusalojen kehittämistä ja korkeatasoisen tutkimuksen edellytysten vahvistamista.

Vuoden Alumni on Metsäntutkimuslaitoksen pitkäaikainen ylijohtaja, FT Hannu Raitio13.5.2019 12:45:00 EESTTiedote

Filosofian tohtori Hannu Raitio on Oulun yliopiston Vuoden Alumni 2019. Oulun Yliopistoseura ry julkisti nimityksen Oulun yliopistopäivän alumnijuhlassa 13.5.2019. Valinnan perusteena on Raition merkittävä ura luonnonvarojen, erityisesti metsien tutkijana sekä Metsäntutkimuslaitoksen johto- ja kehittämistehtävissä. Hän on valmistunut Oulun yliopistosta filosofian kandidaatiksi vuonna 1976, ja filosofian tohtoriksi hän väitteli Oulun yliopistossa vuonna 1990. Hänen erityisalansa on kasviekologia.

Virtuaalilasien kehittäjä Steven LaValle valitsi Oulun yliopiston10.5.2019 07:28:00 EESTTiedote

Onnistunut virtuaalitodellisuus edellyttää saumatonta yhteistyötä tekniikan ja ihmiskokemuksen välillä. Steven LaValle, kuuluisa robotiikan ja virtuaalitodellisuuden (VR) uranuurtaja, haluaa yhdistää monen eri tieteenalan ponnistelut seuraavan verkkosukupolven virtuaalitodellisuuden ja VR-sovellusten kehittämiseksi. Kaksi patenttia VR-yritys Oculukselle ennen yrityksen myyntiä Facebookille kehittänyt LaValle ja hänen perheensä ovat päättäneet asettua Ouluun.

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 STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme