Uuden materiaalitutkimusmenetelmän teho yli satakertaiseksi
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
Oulun yliopisto on monitieteinen, kansainvälisesti toimiva tiedeyliopisto. Tuotamme uutta tietoa ja ratkaisuja kestävämmän tulevaisuuden rakentamiseksi sekä koulutamme osaajia muuttuvaan maailmaan. Tärkeimmissä yliopistovertailuissa Oulun yliopisto sijoittuu kolmen prosentin kärkeen maailman yliopistojen joukossa. Meitä yliopistolaisia on noin 17 000.
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 Oulun yliopisto
Oulun yliopistossa tehtiin viime vuonna 51 keksintöä – maailman henkisen omaisuuden päivää vietetään perjantaina 26.4.24.4.2024 06:52:00 EEST | Tiedote
Oulun yliopistossa tehdään vuosittain kymmeniä uusia keksintöjä, jotka voivat olla alkuja tulevaisuuden innovaatioille. Vuonna 2023 niitä raportoitiin 51. Eniten keksintöilmoituksia tehtiin tieto- ja sähkötekniikan tiedekunnassa, 22 kappaletta. Teknillisessä tiedekunnassa ilmoituksia tehtiin 13 sekä biokemian ja molekyylilääketieteen tiedekunnassa 10. Viime vuonna Oulun yliopisto lähti patentoimaan seitsemää keksintöä.
Alaselkäkipuun liittyvää terveyspalvelujen käyttöä ja sairauspoissaoloja voidaan vähentää luokitteluun perustuvalla hoidolla24.4.2024 05:50:00 EEST | Tiedote
Alaselkäkipupotilaiden toipumista voidaan nopeuttaa, lääkärikäyntejä ja kuvantamistutkimuksia vähentää sekä selkäkivusta johtuvia sairauspoissaolopäiviä minimoida luokitteluun perustuvalla hoitomallilla, uusi tutkimus osoittaa. Luokitteluun perustuvassa hoidossa potilaat huomioidaan yksilöllisesti ja terveydenhuollon resursseja kohdennetaan eniten hoitoa tarvitseville.
OTT Mikko Pikkujämsä yritysjuridiikan työelämäprofessoriksi Oulun yliopiston kauppakorkeakouluun18.4.2024 11:57:43 EEST | Tiedote
Oikeusneuvos, OTT Mikko Pikkujämsä on aloittanut yritysjuridiikan, erityisesti vero-oikeuden työelämäprofessorina Oulun yliopiston kauppakorkeakoulussa. Työelämäprofessorin tehtävänä on vahvistaa yritysjuridiikan opetusta.
Kansainvälisen tähtitieteellisen unionin johtoryhmä Suomeen ensi kertaa 22.–24.4. – tiedotusvälineet tervetulleita tapaamaan johtoryhmän jäseniä17.4.2024 08:45:00 EEST | Tiedote
Kansainvälinen tähtitieteellinen unioni (eng. International Astronomical Union, IAU) on yksi vanhimmista ja suurimmista ammattitieteilijöiden unioneista. Sen johtoryhmä kokoontuu ensi kertaa historiassaan Suomessa; Helsingissä ja Rovaniemellä. Oulun yliopiston isännöimä kokous on merkittävä hetki suomalaiselle tähtitieteelle ja maailmanlaajuiselle yhteistyölle.
Liikuntaseurojen terveyden edistämisessä parannettavaa – seuranuortenkin ruokailutottumuksissa puutteita12.4.2024 06:55:00 EEST | Tiedote
Suomalaiset nuorten liikuntaseurat suhtautuvat positiivisesti terveyden edistämiseen. Seuratoimintaan osallistuvien nuorten terveyttä edistävän syömisen tukemiseksi tarvitaan kuitenkin lisää toimia, väitöstutkimus osoittaa.
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