Oulun yliopisto

Väitös: Menetelmä nanopartikkelien rakenteen tutkimukseen

Jaa

Vapaiden nanopartikkelien rakennetta voidaan tutkia niiden elektronirakenteen kautta käyttäen moderneja hiukkaskiihdytinpohjaisia valonlähteitä, osoitettiin fysiikan alaan liittyvässä väitöstutkimuksessa. Halkaisijaltaan millimetrin miljoonasosan kokoisten pienhiukkasten rakenteen havaittiin riippuvan nanopartikkelin koosta ja -koostumuksesta. Esitettyä menetelmää voidaan soveltaa esimerkiksi ilmakehän ultrapienten hiukkasten tutkimuksessa.

Vapaiden nanopartikkelien rakennetta voidaan tutkia niiden elektronirakenteen kautta käyttäen moderneja hiukkaskiihdytinpohjaisia valonlähteitä, osoitettiin fysiikan alaan liittyvässä väitöstutkimuksessa. Halkaisijaltaan millimetrin miljoonasosan kokoisten pienhiukkasten rakenteen havaittiin riippuvan nanopartikkelin koosta ja -koostumuksesta. Esitettyä menetelmää voidaan soveltaa esimerkiksi ilmakehän ultrapienten hiukkasten tutkimuksessa.

Nanopartikkelit ovat rakenteita, joiden ominaisuudet poikkeavat pienen kokonsa vuoksi materiaaleista arkipäiväisessä mittakaavassa. Mahdollisia sovelluskohteita nanopartikkeleille on löydetty elektroniikasta, kemianteollisuudesta ja lääketieteestä. Esimerkiksi lääketieteellisessä kuvantamisessa nanopartikkeleita on hyödynnetty muun muassa kontrastiaineena ja tutkimuksissa on havaittu, että partikkelien muoto ja koko vaikuttavat suuresti niiden paikallistumiseen tiettyihin elimiin.

Hyödyllisten ominaisuuksien lisäksi tiettyjen pienhiukkasten on havaittu olevan terveyden kannalta haitallisia. Ihmisperäisten lähteiden kuten liikenteen ja teollisuuden, mutta myös luonnonmullistusten kuten tulivuorenpurkausten yhteydessä vapautuvat pienhiukkaset vaikuttavat paitsi ihmisten terveyteen, myös ilmastoon.

Kaksiosaisessa työssä tutkittiin ensin neljästä eri suolasta muodostettujen nanopartikkelien rakennetta kokoluokassa 4–600 atomia per partikkeli. Toisessa osassa suolaa lisättiin noin sadasta vesimolekyylistä koostuviin nanopisaroihin ja rakennetta seurattiin suolan määrän funktiona. Tutkimusmenetelmänä sovellettiin valosähköiseen ilmiöön perustuvaa fotoelektronispektroskopiaa, jossa korkean energian omaava ultravioletti- tai röntgensäteily irrottaa kohteesta elektronin. Analysoimalla näytteestä irronneiden elektronien liike-energiaa saadaan tietoa muun muassa näytteen atomien sijainnista toistensa suhteen. Tutkimuksessa käytetty ultravioletti- ja röntgensäteily tuotettiin käyttäen Ruotsin Lundissa sijaitsevaa MAX IV -laboratorion hiukkaskiihdytintä.

Yhdellä neljästä suolasta havaittiin rakenteen muuttuminen toiseksi, kun nanopartikkelin koko ylitti 160 atomia. Tulos sopi yhteen aiemman teoreettisen ennusteen kanssa ja osoitti menetelmän sovellettavuuden. Suolavesipartikkeleiden tapauksessa suolan havaittiin pieninä määrinä liukenevan nanopisaroihin. Tämä on erikoista ottaen huomioon nanomittakaavan vesipartikkelin lämpötilan, jonka on tutkimuksissa päätelty olevan jopa alle -100°C. Tutkitun kaltaisia partikkeleita esiintyy esimerkiksi meren pinnasta vapautuvan aineksen takia ilmakehässä, jossa ne vaikuttavat pilvien muodostukseen.

----

Filosofian maisteri Lauri Hautala väittelee tohtoriksi Oulun yliopistossa perjantaina 1.12.2017. Fysiikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Synchrotron radiation based characterization of structural evolution of alkali halide clusters (Alkali-halidi -klustereiden rakenteen kehittymisen tutkimus synkrotronisäteilyllä). Vastaväittäjänä toimii professori Till Jahnke (Goethe Universität Frankfurt) ja kustoksena professori Marko Huttula (Oulun yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään Linnanmaalla salissa YB210 klo 12 alkaen.

----

Oppiarvo ja nimi: Filosofian maisteri Lauri Hautala

Syntymäaika ja -paikka: 1988, Sysmä

Yo-tutkintovuosi ja koulu: 2007, Teuvan lukio

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Filosofian maisteri Lauri Hautala, puh. 044 2036 097, sähköposti: lauri.hautala@oulu.fi

Viestintäasiantuntija Tiina Pistokoski, Oulun yliopisto, puh. 0294 48 4091, sähköposti: tiina.pistokoski@oulu.fi

Tietoja julkaisijasta

Oulun yliopisto
Oulun yliopisto
Pentti Kaiteran katu 1
90570 Oulu

0294 480 000http://www.oulu.fi/yliopisto/

 

Oulun yliopisto
Viestintä, markkinointi ja yhteiskuntasuhteet
PL 8000
90014 Oulun yliopisto
viestintä (@) oulu.fi
0294 484 091

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

Tekoälystä uusia mahdollisuuksia lääketieteen kuvantamiseen16.10.2018 15:58Tiedote

Tekoälyn mahdollisuuksista lääketieteellisessä kuvantamisessa saadaan pian uutta tietoa, kun lääkäreistä, fyysikoista ja matemaatikoista koostuva monialainen tutkimusryhmä pureutuu aiheeseen Oulun yliopiston professori Miika Niemisen johdolla. Tavoitteena on luoda tekoälyyn perustuvaa diagnostiikkaa, joka on nykyiseen verrattuna nopeampaa, tarkempaa ja kustannustehokkaampaa. Hankkeelle on myönnetty yli puolen miljoonan euron rahoitus Tulevaisuuden tekijät -ohjelmasta.

Uutta tietoa luonnonmateriaalien hyödyntämisestä jätevesien puhdistamisessa26.9.2018 06:00Tiedote

Pajukosteikolla voidaan lisätä ravinteidenpoistoa jätevesistä myös pohjoisissa olosuhteissa. Lisäravinteiden saanti jätevesistä lisää myös pajujen biomassan tuotantoa. Pajulajikkeiden välillä oli kuitenkin selvästi eroa biomassan tuotannossa. Muun muassa nämä asiat selviävät Oulun yliopiston tutkijoiden toteuttaman ja Euroopan aluekehitysrahaston osarahoittaman hankkeen ”Metallipitoisten hulevesien ja käsiteltyjen jätevesien puhdistustehokkuuden parantaminen luonnonmateriaaleilla” -loppuraportista.

Joet ovat merkittäviä kasvihuonekaasujen päästölähteitä arktisilla alueilla4.9.2018 13:05Tiedote

Joet ovat merkittäviä kasvihuonekaasujen, erityisesti hiilidioksidin luontaisia päästölähteitä arktisilla alueilla. Kansainvälisessä tutkimushankkeessa on todettu, että joista ilmakehään vapautuvan hiilen määrä on aiemmin arvioitua suurempi maailman laajimmalla turvealueella Länsi-Siperiassa. Ilmaston lämmetessä sulava ikirouta paljastaa alueella valtavat turvealueet, joihin sitoutunut orgaaninen hiili voi vapautua ilmakehään ja kiihdyttää ilmastonmuutosta.

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 STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme