Uuden materiaalitutkimusmenetelmän teho yli satakertaiseksi
Oulun yliopiston NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö moninkertaisti uraauurtavan spektroskopian herkkyyden.
Materia koostuu atomeista, joista useimpien ytimet käyttäytyvät kuten mikroskooppiset sauvamagneetit. Suuntaamalla näitä magneetteja voidaan muuttaa materiaalin läpäisevän valonsäteen ominaisuuksia. Ydinmagneto-optiset (NMO, nuclear magneto-optic) ilmiöt, joista ensimmäinen havaittiin vuonna 2006, mahdollistavat uusien lupaavien menetelmien kehittämisen materiaali- ja molekyylitutkimukseen.
NMO-spektroskopioiden avulla saadaan tietoa yksittäisten atomien kokoa vastaavalla paikkaerotuskyvyllä muuttamatta tutkittavan näytteen ominaisuuksia pysyvästi. Tässä NMO-menetelmät muistuttavat kemian alalla keskeistä ydinmagneettista resonanssispektroskopiaa (NMR, nuclear magnetic resonance) sekä magneettikuvausta (MRI, magnetic resonance imaging), joka puolestaan on äärimmäisen tehokas lääketieteen diagnostiikan työkalu.
Satakertainen signaali
NMO-tutkimuksen kunnianhimoisena tavoitteena on luoda äärimmäisen herkkä optinen havaintomenetelmä, jolla saadaan materiaalitietoa atomaarisella tarkkuudella. Juuri spektroskooppisen herkkyyden parantaminen on keskeistä, jotta alati pienemmistä näytemääristä saataisiin entistä tarkempaa informaatiota.
Herkkyyttä voidaan kasvattaa erityisillä hyperpolarisaatiotekniikoilla, joilla ydinmagneetteja on mahdollista suunnata täydellisemmin kuin kussakin lämpötilassa luonnollisesti esiintyy. Arvostetussa The Journal of Physical Chemistry Letters -sarjassa julkaistussa uudessa tutkimuksessaan NMR-spektroskopian tutkimusyksikön Petr Štěpánek ja Anu Kantola osoittavat, kuinka tämä saadaan aikaan vetykaasun erityistä muotoa käyttämällä.
Vedyn kaksiatomiset molekyylit voivat esiintyä kahdessa eri tilassa, orto- ja paravetynä, joiden ydinmagneetit ovat saman- ja vastakkaissuuntaiset, tässä järjestyksessä. Ylimäärän paravetyä sisältävässä kaasussa on runsaasti ydinten suuntaan liittyvää järjestystä, joka voidaan katalyytin avulla siirtää tutkittavaan molekyyliin. Seurauksena on havaittavan magneettisen signaalin moninkertaistuminen.
Paravetymenetelmällä Štěpánek ja Kantola onnistuivat parantamaan NMO-mittauksen tehoa yli satakertaiseksi. Tulos avaa näköaloja entistä herkempiin mittauksiin tällä uudella ja kiehtovalla tutkimusalalla.
Luonnontieteellisen tiedekunnan NMR-spektroskopian tutkimusyksikössä vuodesta 2008 lähtien tehty NMO-ilmiöiden teoreettinen tutkimus on tuottanut monia tärkeitä edistysaskelia. Viime vuosina yksikössä on kehitetty myös kokeellisia NMO-menetelmiä.
Avainsanat
Yhteyshenkilöt
Tutkijatohtori Petr Štěpánek, Oulun yliopiston, NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö, puh. 0294 48 1409, sähköposti: Petr.Stepanek@oulu.fi
Yliopistotutkija Anu Kantola, Oulun yliopiston, NMR-spektroskopian tutkimusyksikkö, puh. 0294 48 1303, sähköposti: Anu.Kantola@oulu.fi
Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 0294 48 4091, sähköposti: Tiina.Pistokoski@oulu.fi
Linkit
Tietoja julkaisijasta
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 kehittää harvaan asuttujen seutujen liikenteen digitalisaatiota14.4.2021 08:15:00 EEST | Tiedote
Eurooppalainen AURORAL-hanke hakee esimerkkejä ja kokeilee erilaisia ratkaisumalleja liikenteen, energiahuollon, turismin, terveydenhuollon ja asumisen digitalisaatioon harvaan asutuilla alueilla. Suomessa keskiössä ovat erityisesti liikkumisen ja logistiikan innovaatiot.
Professori ehdottaa mikroyrityksille omaa vientiohjelmaa13.4.2021 11:20:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston professori Matti Muhos esittää mikroyritysten vientiohjelmaa perustettavaksi Business Finlandiin nopeuttamaan mikroyritysten konkreettisia vientiponnisteluja. Muhos teki ehdotuksensa kommentoidessaan tänään julkistettua kansallista yrittäjyysstrategiaa työ- ja elinkeinoministeriön järjestämässä tilaisuudessa.
Uusin 6G-lehti avaa tutkimuksen tulevaisuutta13.4.2021 07:22:29 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston 6G Flagship -tutkimusohjelma on julkaissut uuden numeron 6G Waves -lehdestään. Tuhti lukupaketti kerää yhteen viimeisimmän aihepiirin tutkimuksen, mielenkiintoisia ihmisiä, yritysyhteistyötä ja tulevia tapahtumia.
5G tulee vauhdilla teollisuuteen8.4.2021 10:21:26 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston koordinoima 5G-verkkoja ja niitä hyödyntäviä sovelluksia teollisuuden tarpeisiin kehittänyt 5G VIIMA -projekti päättyy pian. Kaksivuotinen hanke keräsi seitsemän tutkimusosapuolta ja parikymmentä yrityspartneria tutkimuskonsortioksi, joka tutki ja kehitti langattoman 5G-teknologian käyttöä teollisuudessa. Nyt suunnitelmissa on teollisuushanke SISU.
Väitös: Yksittäisiä fotoneita havaitsevan CMOS-teknologiaan pohjautuvan viivasensorin suorituskyky Raman-spektroskopian sovelluksissa6.4.2021 06:30:00 EEST | Tiedote
Raman-spektroskopia on tehokas optinen työkalu, joka hyödyntää erästä laservalon ja materiaalin vuorovaikutusmekanismia (Raman-sirontaa) erilaisten näytteiden kemiallisen koostumuksen määrittämiseksi. Raman-spektroskopian suurena haasteena on ollut useiden näytteiden laservalon aiheuttama voimakas taustasäteily (fluoresenssi), joka voi peittää alleen itse Raman-signaalin. Tehokas keino vähentää taustasäteilyn vaikutusta mitattuun Raman-spektriin on erotella taustasäteily ja Raman-signaali aikatasossa. Tätä varten tarvitaan sensori, joka pystyy erittäin tarkasti (alle sekunnin miljardisosan tarkkuudella) aikaleimaamaan näytteeltä saapuvien valohiukkasten saapumisajan sensorille.
Yli 20 000 haki Oulun yliopistoon yhteishaussa31.3.2021 19:43:18 EEST | Tiedote
Oulun yliopiston suomenkielisiin kandidaatti- ja maisteriohjelmiin haki 20 133 hakijaa. Uusi psykologian tutkinto-ohjelma nousi odotetusti suosituimpien joukkoon.
Tutkimus: Koronarokotteen antaminen ennen leikkausta vähentäisi leikkauskuolleisuutta25.3.2021 01:05:00 EET | Tiedote
Leikkauspotilaat ovat riskiryhmää, jonka koronarokotukset tulisi priorisoida, osoittaa suurin koskaan tehty tutkimus kirurgian alalla.
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