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

Oulun yliopisto vahvistaa merkittävästi arktista tutkimustaan – haussa viisi huippututkijaa15.1.2019 07:30Tiedote

Pohjoisiin arktisiin alueisiin liittyvät globaalimuutokset koetaan nyt erittäin ajankohtaisiksi maailman eri maissa. Oulun yliopisto haluaa vastata arktisia alueita koskeviin haasteisiin vahvistamalla merkittävästi niihin liittyvää tutkimusta. Parhaillaan haetaan maailmanlaajuisella haulla viittä uutta jo ansioitunutta tai lupaavaa tutkijaa uuteen Oulun yliopiston Arctic Interactions (ArcI) -tutkimusohjelmaan.

Nopeat virtaaman muutokset vesivoimaloiden alapuolisissa jokiuomissa lisääntyneet – taustalla tuulivoiman kasvu18.12.2018 08:30Tiedote

Oulun yliopistossa on valmistunut ensimmäinen kattava ja laaja tutkimus vesivoimaloiden säännöstelyn aiheuttamista jokien lyhytaikaisista nopeista virtaaman muutoksista Pohjoismaissa, erityisesti Suomessa ja Norjassa. Tutkimuksessa tehty merkittävin havainto on, että vesivoimaloiden aiheuttamat nopeat virtaaman muutokset voimalapatojen alapuolisissa jokiuomissa ovat huomattavasti lisääntyneet viimeisten kymmenen ja erityisesti muutaman viime vuoden aikana.

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