Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen (NSC) tutkijat ovat onnistuneet muodostamaan maailman pienimpiä kultaketjuja. Noin yhden nanometrin kokoisia kultahiukkasia yhdistettiin molekyyleillä toisiinsa, jolloin ne muodostivat kultahiukkasten ketjuja ja renkaita.
Nanoteknologian avulla pystytään metalleista muodostamaan vain muutamasta sadasta atomista koostuvia nanometrien kokoisia hiukkasia. Nanometrien mittakaavassa metallit saavat uusia mielenkiintoisia ominaisuuksia, esimerkiksi niiden vuorovaikutus valon kanssa on erittäin voimakasta.
”Yleensä nanohiukkasten valmistusprosessi tuottaa jakauman erikokoisia ja muotoisia hiukkasia”, kertoo lehtori Tanja Lahtinen. Nanohiukkaset yhdistettiin molekyylisilloilla, jolloin saatiin nanohiukkaspareja, ketjuja ja renkaita.
”Meidän käyttämämme menetelmä on poikkeuksellinen, sillä puhdistuksen jälkeen saamme tuotteena yhtä ainoaa nanohiukkasta. Nanohiukkasessa on tietty lukumäärä kutakin atomia ja ne ovat järjestäytyneet hyvin määritellyksi rakenteeksi. Se on kuin suuri molekyyli, jonka ydin on kultaa’’, kertoo Tanja Lahtinen.
Tutkimus on merkittävä edistysaskel valon kanssa voimakkaasti vuorovaikuttavien nanomateriaalien ymmärtämisessä. Tutkimus on tehty Suomen Akatemian rahoituksella. Nanohiukkasia hyödynnetään jo lukuisissa sovelluksissa, esimerkiksi herkkinä kemiallisten yhdisteiden ilmaisimina sekä kemiallisia reaktioita nopeuttavina katalyytteinä.
”Kun tällaiset rakenteet ovat vuorovaikutuksessa valon kanssa, viereisten hiukkasten metalliytimien elektronipilvet kytkeytyvät toisiinsa”, selittää Suomen Akatemian tutkijatohtori Eero Hulkko. Vuorovaikutus muuttaa oleellisesti sitä, kuinka välissä olevat molekyylit kokevat valon aiheuttaman sähkökentän.
Tutkimukseen osallistuivat myös tutkijat Karolina Sokołowska, Tiia-Riikka Tero, Ville Saarnio, Johan Lindgren ja professori Mika Pettersson. Tutkimus julkaistiin arvostetussa Nanoscale -julkaisusarjassa 21.9.2016. Akatemian rahoituksen lisäksi Jyväskylän yliopisto myönsi tutkimukselle liikkuvuusrahoitusta.
Laskennallinen tutkimus tehtiin CSC:n tarjoamilla supertietokoneresursseilla. ”Kun pystymme tutkimaan tällaisia atomitasolla hyvin määriteltyjä nanorakenteita sekä kokeellisin että laskennallisin menetelmin, voimme ymmärtää syvällisesti kytkeytyneiden metallirakenteiden vuorovaikutusta valon kanssa”, jatkaa akatemiatutkija Lauri Lehtovaara.
Tutkimus on jatkumoa pitkäjänteiselle monitieteelliselle yhteistyölle. ”Olen erittäin tyytyväinen, että pitkäjänteinen työ molekyylisuojattujen kultahiukkasten tutkimuksessa on luonut meille ainutlaatuisen monitieteellisen osaamiskeskittymän”, iloitsee Nanotiedekeskuksen johtaja akatemiaprofessori Hannu Häkkinen.
LINKKI: Nanoscale-tiedelehden artikkeli (LINKKI) ja uutinen ’’Timantinmuotoisia-nanohiukkasia’’ Uusiteknologia.fi 12.9.2016 (LINKKI).
Uusimmat teknologiauutiset kätevästi uutiskirjeessä – kerran viikossa. (LINKKI)
LUE – UUTTA – LUE – UUTTA – LUE – UUTTA
Uusi ammattilehti huipputekniikan kehittäjille – Lue ilmaiseksi verkossa!
http://issuu.com/uusiteknologia.fi/docs/1_2016?e=19307983/35580639