EN

Suomalaiset fyysikot kehittivät
uuden molekyylien kuvantamismenetelmän

Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat ovat kehittäneet kolmiulotteisen röntgenkuvausmenetelmän, joka voi mullistaa materiaalien molekyylitason tutkimuksen tieteessä, tekniikassa ja teollisuudessa. Tutkimusta on tehty muun muassa Suomen Akatemian rahoituksella.

Tulokset raportoidaan arvovaltaisen Nature Materials-lehden verkkosivustolla ja julkaisun heinäkuun numerossa.

Tunnetut elämänmuodot pohjautuvat keveisiin alkuaineisiin, kuten hiileen ja happeen. Näiden aineiden kemiallisen tilan kolmiulotteista jakaumaa on ollut yleensä mahdotonta tutkia silloin, kun aineet ovat hautautuneina muun materiaalin sisään. Tällaisia kuvattavia kohteita voivat olla vaikkapa laavakiven sisälle piiloutunut fossiili tai meteoriitin sisällä olevat mineraalit ja muut kemialliset yhdisteet.

Lääketieteessäkin käytettävä röntgentomografia, joka on nopea ja tarkka kuvausmenetelmä, havaitsee vain tiheyseroja mutta ei kerro alkuaineiden, saati niiden kemiallisten sidosten, jakautumaa. Esimerkiksi grafiitti ja timantti ovat molemmat puhdasta hiiltä, ja niiden pohjimmainen ero on vain hiiliatomien välisessä sidoksessa. Kuitenkin niiden ominaisuudet materiaaleina poikkeavat toisistaan huomattavasti. Tällaisten eri atomi- ja molekyylisidosten erottaminen toisistaan on tähän asti ollut yllättävän hankalaa, joten tarkoitukseen soveltuvat uudet kuvantamismenetelmät olisivat erittäin haluttuja fysiikan, kemian, biologian ja geologian tutkimuksessa.

Helsingin yliopiston fysiikan laitoksen tutkijat ovat yhteistyössä Ranskan Grenoblessa sijaitsevan eurooppalaisen synkrotronilaboratorion (ESRF) tutkijoiden kanssa nyt kehittäneet juuri tähän tarkoitukseen soveltuvan tutkimusmenetelmän.

Kuvantamiseen tutkijat käyttivät erittäin voimakkaita röntgensäteitä, jotka tuotettiin säteilylähteeksi suunnitellulla hiukkaskiihdyttimellä. He pystyivät todistamaan, että hiilen eri sidostyyppejä ja olomuotoja voidaan erottaa toisistaan niiden molekyylisidokseen perusteella myös silloin, kun materiaalit ovat hautautuneet syvälle läpinäkymättömän aineksen sisään.

Menetelmä edellyttää suurehkoja säteilyannoksia, ja siksi sen soveltaminen eläviin kudoksiin vaatii vielä kehittelyä, mutta jo nyt esimerkiksi uusien nanomateriaalien tai Maan pinnalle pudonneiden meteoriittien molekyylitason tutkimus voi saada uutta potkua.

Tulokset julkaistaan arvostetun Nature Materials-lehden heinäkuun numerossa (Huotari et al.: Direct tomography with chemical bond contrast).

Verkkojulkaisu http://dx.doi.org/10.1038/nmat3031

 

Lisätietoja:

FT Simo Huotari, Helsingin yliopiston fysiikan laitos, simo.huotari@helsinki.fi 

Professori Keijo Hämäläinen, Helsingin yliopiston fysiikan laitos, keijo.hamalainen@helsinki.fi

Lähde: Helsingin yliopiston tiedote

Seuraa meitä:
FacebookSlideshareTwitterYoutube
VAIHDE 029 533 5000
KIRJAAMO 029 533 5049
FAKSI 029 533 5299
   
SÄHKÖPOSTI etunimi.sukunimi@aka.fi
AUKIOLO Arkisin 8.00-16.15
   
HENKILÖHAKU »
YHTEYSTIEDOT, LASKUTUS  JA
REKISTERISELOSTEET»
KYSYMYKSET JA PALAUTE »