Nanotutkijat löysivät optimaalisen reikärakenteen, joka estää lämmön johtumista
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
Facebook: jyuscience Twitter: jyscience
Avainsanat
Kuvat
Tietoja julkaisijasta
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
Tutkimus: Varhaiskasvatuksen opettajilla ja kielivähemmistöön kuuluvilla vanhemmilla erilaisia käsityksiä lasten suomen kielen taidoista24.11.2025 09:32:44 EET | Tiedote
Kun monikielisen perheen lapsi aloittaa varhaiskasvatuksessa, alkaa paitsi uuden arjen, myös kielen oppimisen matka. Tutkimus paljastaa, miten kielivähemmistöperheiden lasten suomen kielen taitoa tarkastellaan varhaiskasvatuksessa ja millaisia jännitteitä se synnyttää vanhempien ja varhaiskasvattajien välille.
Väitös: Tietojärjestelmät sosiaalityössä – kriittisiä kokemuksia ja jännitteistä vuorovaikutusta24.11.2025 08:35:46 EET | Tiedote
YTL Katri Ylönen tutkii väitöskirjassaan sosiaalityöntekijöiden käyttäjäkokemuksia tietojärjestelmistä sekä vuorovaikutusta sosiaalityöntekijän ja tietojärjestelmän välillä asiakastyön käytännöissä.
Tuhkatutkimus tukee metsälannoituksen kehittämistä ja kiertotaloutta24.11.2025 07:05:00 EET | Tiedote
Jyväskylän yliopisto edistää metsien elinvoimaisuutta kehittämällä tuhkan hyötykäyttöä metsälannoituksessa selvittämällä tuhkan sisältämiä ravinteita ja metalleja. Juuri julkaistu Heleä -yhteishankkeen osaraportti tarjoaa tärkeää tietoa tuhkan laadusta ja sen merkityksestä tuhkan tuottajille, metsänomistajille sekä muille alan toimijoille.
Väitös: Ranskalaisfilosofi Rancièren ajattelu haastaa suomalaisen demokratiakasvatuksen: tavoitteena tasa-arvo ja osallisuus (Hietamäki)21.11.2025 13:00:26 EET | Tiedote
YTM Sari Hietamäki tarkasteli väitöstutkimuksessaan ranskalaisfilosofi Jacques Rancièren ajattelun merkitystä demokratiakasvatukselle. Tutkimukseen kuului filosofian lisäksi etnografista tutkimusta opettajankoulutuksessa ja lukiossa. Tutkimus osoittaa, että demokratiakasvatus hyötyy erilaisista ajattelutavoista myös käytännön opetustyössä ja sen tutkimisessa.
Väitös: Tietotekniikan opetuksen tueksi kehitetty menetelmä auttaa tunnistamaan opiskelijoiden tuen tarpeen varhaisessa vaiheessa21.11.2025 08:00:00 EET | Tiedote
FM Denis Zhidkikh kehitti väitötutkimuksessaan menetelmän, joka yhdistää toisiinsa digitaalisten oppimisympäristöjen keräämän datan ja opiskelijoiden omat kokemukset oppimisestaan. Menetelmä auttaa opetushenkilökuntaa muodostamaan tarkemman kuvan opiskelijan henkilökohtaisista oppimiseen liittyvistä haasteista ja tunnistamaan tuen tarpeen varhaisessa vaiheessa.
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