Maailman pienimmät kultaketjut

Maailman pienimmät kultaketjut tehtiin Jyväskylän nanotiedekeskuksessa

Noin yhden nanometrin kokoisia kultahiukkasia yhdistettiin molekyyleillä toisiinsa, jolloin ne muodostivat kultahiukkasten ketjuja ja renkaita. Tutkimus on merkittävä edistysaskel valon kanssa voimakkaasti vuorovaikuttavien nanomateriaalien ymmärtämisessä.

Nanoteknologian avulla pystytään metalleista muodostamaan vain muutamasta sadasta atomista koostuvia nanometrien kokoisia hiukkasia. Tässä superpienessä mittakaavassa metallit saavat uusia mielenkiintoisia ominaisuuksia, esimerkiksi niiden vuorovaikutus valon kanssa on erittäin voimakasta.

Nanohiukkasia hyödynnetään jo lukuisissa sovelluksissa, esimerkiksi herkkinä kemiallisten yhdisteiden ilmaisimina sekä kemiallisia reaktioita nopeuttavina katalyytteinä.

”Yleensä nanohiukkasten valmistusprosessi tuottaa jakauman erikokoisia ja muotoisia hiukkasia”, kertoo Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen lehtori Tanja Lahtinen.


Juttu jatkuu mainoksen jälkeen

”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.”

Nanohiukkaset yhdistettiin molekyylisilloilla, jolloin saatiin nanohiukkaspareja, -ketjuja ja renkaita.

Ihan kaulaan tai ranteeseen nämä korut eivät mahdu, sillä ne ovat kooltaan noin tuhat kertaa hiuksen halkaisijaa pienempiä. Sen sijaan niillä on yllättävää, muuta käyttöä.

”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.

”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. Hänen mukaansa syvällinen ymmärtämys on tärkeää uusien sovelluksien kehittämisessä.

Tutkimus on jatkumoa pitkäjänteiselle monitieteelliselle yhteistyölle.

”Olen erittäin tyytyväinen, että pitkäjänteinen työ molekyylisuojattujen kultahiukkasten tutkimuksessa on luonut meille ainutlaatuisen monitieteellisen osaamiskeskittymän, joka pystyy jatkuvasti tuottamaan huipputason julkaisuja”, iloitsee Nanotiedekeskuksen johtaja akatemiaprofessori Hannu Häkkinen.

Tutkimukseen osallistuivat myös tutkijat Karolina Sokołowska, Tiia-Riikka Tero, Ville Saarnio, Johan Lindgren ja professori Mika Pettersson. Tutkimus julkaistiin Nanoscale -lehdessä viime keskiviikkona.

Akatemian rahoituksen lisäksi Jyväskylän yliopisto myönsi tutkimukselle liikkuvuusrahoitusta. Laskennallinen tutkimus tehtiin CSC:n tarjoamilla supertietokoneresursseilla.

Uutinen perustuu Jyväskylän yliopiston tiedotteeseen.


Juttuja samasta aiheesta

Joidenkin vanhimpien juttujen tekstin näyttämisessä on ongelma. Pyrimme saamaan jutut pikaisesti taas normaaleiksi! Pahoittelut!