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
Teollisten prosessien autonomisuutta kehitetään Oulun yliopistossa17.10.2019 08:15:00 EEST | Tiedote
Teollisten prosessien digitalisaatiota kehitetään ja demonstroidaan kahdessa merkittävässä Oulun yliopiston Säätötekniikan tutkimusryhmän hankkeessa yhteistyössä yritysten ja tutkimuslaitosten kanssa. Hankkeiden yhteisenä tavoitteena on edistää tuotantolaitosten autonomisuutta.
Säännöllinen liikunta näkyy jo nuorena sydänterveydessä – kevyestäkin liikunnasta hyötyä17.10.2019 06:00:00 EEST | Tiedote
Tuoreen kutsuntaikäisillä tehdyn oululaistutkimuksen mukaan jo kevyellä fyysisellä aktiivisuudella on edullisia vaikutuksia nuorten miesten sydänterveyteen. Säännöllinen liikunta lisää sydämen sykevaihtelua, joka kuvaa sydämen hermostollista säätelyä ja on merkki sydämen hyvästä terveydestä.
Kvanttipisteteknologia mullistaa terveydenhoito- ja tunnistusteknologian: näe näkymätön16.10.2019 08:45:36 EEST | Tutkimus
Oulun yliopiston Optoelektroniikan ja mittaustekniikan yksikön (OPEM) tutkijat ovat saaneet tutkimustuloksensa julkaistua merkittävässä julkaisussa. Tutkijat ovat keksineet uuden menetelmän äärimmäisen herkkien fotoilmaisinten valmistamiseen. He pystyvät valmistamaan tarkkoja infrapunasensoreita aiempaa laadukkaammin ja edullisemmin.
Väitös:Tietojärjestelmien hyödyntäminen ympäristöystävällisen käyttäytymisen edistämiseksi Persuasive Systems Design -mallin avulla10.10.2019 09:29:34 EEST | Tiedote
Nataliya Shevchukin väitöstutkimus käsittelee useita merkittäviä aihepiirejä: tietojärjestelmät, vakuuttavuus, suostuttelevuus, käyttäytymisen muutos sekä kestävä kehitys. Tutkimuksen avulla selvitetään tietojärjestelmien potentiaalia saada ihmiset muuttamaan käyttäytymistään ympäristöystävällisemmäksi.
Väitös: Ilmastonmuutoksen hillitseminen vaatii muutoksia matkailukeskusten kehittämisessä10.10.2019 08:30:00 EEST | Tiedote
Matkailun kasvu ja kansainvälistyminen on nähty keskeisinä keinoina lisätä kuntien elinvoimaa harvaan asutuilla alueilla. Oulun yliopistossa tarkastettava väitöstutkimus haastaa käsityksen matkailukeskusten kasvusta selvänä merkkinä onnistuneesta kehitystyöstä.
Uusia ratkaisuja viranomaisten väliseen kriittiseen viestintään, turvallisuuteen ja etäyhteyksiin9.10.2019 09:28:03 EEST | Tiedote
Juuri alkanut sisällöltään ja kooltaan merkittävä PRIORITY-projekti tutkii, kehittää ja kokeilee viranomaisille ja etäyrityksille suunnattuja kriittisiä viestintäratkaisuja. Tärkeänä tavoitteena on täydentää nykyisiä kriittisiä puhe- ja viestipalveluja laajakaistan dataominaisuuksilla hyödyntämällä kaupallisia langattomia 4G- ja 5G-verkkoja.
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