Jyväskylän yliopisto

Nanotutkijat löysivät optimaalisen reikärakenteen, joka estää lämmön johtumista

Jaa

Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen professori Ilari Maasillan tutkimusryhmä on erikoistunut tutkimaan, miten erilaisilla nanorakenteilla voidaan estää tai parantaa lämmön siirtymistä. Tuoreessa tutkimuksessa Maasillan tutkimusryhmä tarkensi tietoa siitä, miten lämmönsiirto estetään yli satakertaisesti reikärakenteissa hyödyntäen lämmön aaltoluonnetta. Tutkimus julkaistiin arvostetussa Physical Review Applied -lehdessä 3. heinäkuuta 2019.

Tutkimuksessa löydettiin optimaalinen reikärakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle. Kuva: Jyväskylän yliopisto, Ilari Maasilta
Tutkimuksessa löydettiin optimaalinen reikärakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle. Kuva: Jyväskylän yliopisto, Ilari Maasilta

Lämmön kontrollointiin liittyvät sovellukset ovat tärkeässä osassa esimerkiksi lämmön konvertoinnissa suoraan sähköksi sekä jäähdyttimien ja herkkien säteilyilmaisimien kehitystyössä.

Tutkimuksessa reikärakenteena käytettiin alle mikrometrin paksuisiin eristelevyihin (piinitridi) valmistettuja kahdessa suunnassa jaksollisia reikähiloja. Samanlainen rakenne voitaisiin periaatteessa valmistaa mihin tahansa muuhunkin materiaaliin. 

Tutkimuksessa havaittiin, että on olemassa optimaalinen jaksollinen rakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle.  Siinä reiät ovat noin 10 mikrometrin etäisyydellä toisistaan.
Työssä havaittiin myös, että jos reikien sisäpinnat saataisiin valmistettua atomaarisen tason sileydellä, voitaisiin lämmön siirtymistä estää vielä voimakkaammin entistä isommilla rakenteilla.
 
”Löydettyjä tuloksia tullaan jatkossa hyödyntämään NASAn kanssa käynnistyneessä yhteistyöprojektissa, jossa samanlaisia rakenteita lisätään avaruustutkimuksessa käytettäviin herkkiin infrapunailmaisimiin”, sanoo professori Ilari Maasilta.

Tutkimusta rahoitti Suomen Akatemia.

Artikkeli: ”Minimizing Coherent Thermal Conductance by Controlling the Periodicity of Two-Dimensional Phononic Crystals” (Yaolan Tian, Tuomas A. Puurtinen, Zhuoran Geng, and Ilari J. Maasilta), Phys. Rev. Applied 12, 014008 (2019)

Linkki julkaisuun: https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.12.014008

Linkki Jyväskylän yliopiston lämpöilmiöiden nanofysiikan tutkimuksen sivuille: https://www.jyu.fi/science/fi/fysiikka/tutkimus/materiaalifysiikka/lampoilmioiden-nanofysiikka

Lisätietoja:

Professori Ilari Maasilta, ilari.j.maasilta@jyu.fi, +358408054098

Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, p. 050 5818351

https://www.jyu.fi/science/fi

Facebook: jyuscience Twitter: jyscience

Avainsanat

Kuvat

Tutkimuksessa löydettiin optimaalinen reikärakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle. Kuva: Jyväskylän yliopisto, Ilari Maasilta
Tutkimuksessa löydettiin optimaalinen reikärakenne, joka minimoi lämmönjohtavuuden ennätysmatalalle tasolle. Kuva: Jyväskylän yliopisto, Ilari Maasilta
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

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 mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Kävelyn tauottaminen ja hidastaminen voi auttaa ikääntynyttä jatkamaan ulkona liikkumista19.8.2019 07:30:00 EESTTiedote

Kävelyn mukauttaminen toimintakyvyn heikentyessä esimerkiksi kävelyn tauottamisella, liikkumalla hitaammin tai käyttämällä apuvälineitä tukee iäkkäiden ihmisten ulkona liikkumista. Tämä näkyy laajempana elinpiirinä ja tyytyväisyytenä ulkona liikkumisen mahdollisuuksiin. Tulokset kävivät ilmi Jyväskylän yliopiston liikuntatieteellisessä tiedekunnassa tehdyssä tutkimuksessa.

Albumiini virittää enteroviruksen tehokkaaseen infektioon – tieto auttaa viruslääkkeiden kehittämisessä16.8.2019 09:56:59 EESTTiedote

Enterovirukset ovat yleisimpiä ihmisiä infektoivia patogeenejä ja aiheuttavat vuosittain suuren määrän sekä akuutteja että kroonisia infektioita. Näiden virusten infektiomekanismeissa on vielä paljon tuntemattomia seikkoja. Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen ja Helsingin yliopiston yhteistutkimus toi merkittävää uutta tietoa albumiini-proteiinin ja solun vesikkeleissä olevien ionien roolista enteroviruksen perimän vapautumisessa isäntäsoluun. Tutkimustulokset voivat edistää uusien viruslääkkeiden löytämistä. Tutkimus julkaistiin Journal of Virology-julkaisusarjassa elokuussa.

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