Huipputarkka kuvantaminen selvitti, mikä pitää valoon reagoivan maailman pienimmän kultaketjun koossa
Tuore kuvantamistutkimus tarkentaa Nanotiedekeskuksen tutkimusryhmän neljän vuoden takaista tutkimussaavutusta (, 2016). Tuolloin tutkijat onnistuivat ensimmäisenä maailmassa rakentamaan kultahiukkasten ketjun, joka nimettiinkin maailman pienimmiksi kultaketjuiksi.
Juuri julkaistussa kuvantamistutkimuksessa tutkijat selvittivät ketjun rakenteen atomien tarkkuudella ja sen avulla saatiin kokeellinen vahvistus, että kultahiukkaset liittyvät toisiinsa rikkiatomien muodostamien sidosten avulla.
”Nanoklustereiden pinnan ja niitä yhdistävien molekyylien muokkaaminen on askel lähemmäksi uusia biologisia, lääketieteellisiä ja elektronisia sovellutuksia”, sanoo dosentti Tanja Lahtinen Jyväskylän yliopistosta.
Nanokokoisten kultahiukkasten ketju reagoi valon kanssa.
”Näissä nanokoon super-rakenteissa viereisten hiukkasten metalliytimien elektronipilvet kytkeytyvät toisiinsa, mikä avaa esimerkiksi mahdollisuuden tutkia hiukkasten välistä vuorovaikutusta erittäin tarkkojen teoreettisten laskujen avulla, nyt kun tiedämme varmasti, miten rakenteet muodostuvat”, kertoo tutkija Eero Hulkko Jyväskylän yliopistosta.
Atomintarkka rakenne selvisi yhdistämällä erilaisia kuvantamistekniikoita
Nanokokoisten kemiallisten rakenteiden selvittämistä on edistänyt kemiallisesti selektiivisten kuvantamismenetelmien nopea kehittyminen. Yksittäisten molekyylien kuvaaminen atomin tarkkuudella edellyttää erittäin korkeaa erotuskykyä ja herkkyyttä laitteistolta. Tässä tutkimuksessa hyödynnettiin uusinta läpäisyelektronimikroskopia-teknologiaa (TEM). Mittaus tehtiin Kalifornian yliopistossa käyttäen JEM-ARM300F Grand ARM TEM laitteistoa, joka omaa tällä hetkellä parhaan elektronimikroskopia erotuskyvyn kaupallisesti saatavilla olevista laitteista.
”Tässä tutkimuksessa yhdistettiin korkean erotuskyvyn elektronimikroskopiaa (TEM) korkean herkkyyden elektronispektroskopiaan (EELS), mikä mahdollisti samanaikaisen rakenteellisen ja spektroskooppisen analyysin nanokokoisen rakenteen selvittämiseksi. Röntgenfotoelektroni-spektroskopialaitteiston (XPS) analyysi tuki edellä mainittuja mittaustuloksia”, arvioi tutkija Karolina Sokolowska Jyväskylän yliopistosta.
Tutkimus oli osa tutkimusyhteistyötä ja tutkijavaihtoa Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen (NSC) sekä Kalifornian yliopistossa sijaitsevan Chemistry at the Space-Time Limit Centerin (CaSTL) kanssa. Tutkimus tehtiin Kalifornian yliopiston Irvinen (UCI) kampuksen uudessa materiaalitutkimuskeskuskessa (IMRI, Irvine Materials Research Institute).
Tutkimukseen osallistuivat tutkijat Karolina Sokolowska, Eero Hulkko ja dosentti Tanja Lahtinen Jyväskylän yliopistosta, professori Ara Apkarian ja tutkija Zhongyue Luan Kalifornian yliopistosta sekä tutkijat Noelia Barrabés ja Christoph Rameshan Wienin teknillisestä yliopistosta.
Linkki tutkimusartikkeliin:
äپٴᲹ:
Dosentti Tanja Lahtinen, tanja.m.lahtinen@jyu.fi, puh. + 358 40 805 3697
Tiedottaja Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, +358 50 581 8351
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
/science/fi
jyscience jyuscience jyscience