Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat Aaltodoc-julkaisuarkistossa (ulkoinen linkki)
Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat ovat saatavilla yliopiston ylläpitämässä avoimessa Aaltodoc-julkaisuarkistossa.
Väitös teknillisen fysiikan alalta, M.Sc. Zhen Lin
Synthesis of silica nanofibers for visible light scattering applications
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, teknillisen fysiikan laitokselta.
Väitös Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulusta, teknillisen fysiikan laitokselta.
Väitöskirjan nimi: Synthesis of silica nanofibers for visible light scattering applications
Väittelijä: Zhen Lin
Vastaväittäjä: professori Marco Lattuada, University of Fribourg, Sveitsi
Kustos: professori Olli Ikkala, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
Silika on yksi maapallon runsaimmista ja turvallisimmista materiaaleista. Silikananohiukkaset voivat esiintyä monissa muodoissa, ja niitä hyödynnetään monenlaisissa optisissa sovelluksissa. Kihararakenteiset silikananokuidut ovat erityisen lupaavia, sillä ne sirottavat näkyvää valoa erittäin tehokkaasti. Niiden muodostumismekanismi on kuitenkin pitkään ollut epäselvä.
Tässä väitöskirjatyössä perehdytään kiharien silikananokuitujen valmistamiseen yksinkertaisella vesi-öljy-emulsiomenetelmällä. Työssä tutkitaan nanokuitujen kasvumekanismia, jotta niiden morfologisten piirteiden määräytymistä voitaisiin ymmärtää ja niiden muotoa ohjata. Lisäksi nanokuiduista valmistetaan erittäin huokoisia, valkoisia kalvoja, jotka sirottavat valoa poikkeuksellisen hyvin, jopa paremmin kuin kaupalliset paperit tai perinteisistä nanohiukkasista valmistetut kalvot. Kun nanokuituja upotetaan polymeeriväliaineeseen, muodostuu sameita kalvoja, joiden sameutta voidaan säätää yksinkertaisesti venyttämällä materiaalia. Edistyneempiä optisia sovelluksia varten työssä kehitetään myös materiaalipohjainen kaksivaiheinen turvajärjestelmä, joka perustuu fluoresoiviin silikananokuituihin.
Kaiken kaikkiaan tämä työ selventää, miten kiharat silikananokuidut muodostuvat, miten niiden muotoa voidaan hallita ja miten niitä voidaan hyödyntää edistyneissä optisissa sovelluksissa. Tulevaisuudessa tutkimuslöydökset ja kehitetyt materiaalit voivat edistää esimerkiksi nanotieteen, optiikan, sensorien, väärentämisenestoteknologioiden ja informaation suojaamisen aloja sekä tarjota uusia mahdollisuuksia seuraavan sukupolven optisten materiaalien ja käytännöllisten toiminnallisten laitteiden suunnitteluun.
Avainsanat: Silikananokuitu, morfologian hallinta, sironta, valkoisuus, sameus
Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 7 päivää ennen väitöstä): Aaltodoc
Perustieteiden korkeakoulu väitöskirjat
OtaNano
Otaniemen mikro- ja nanoteknologioiden infrastruktuuri OtaNano on kansallinen tutkimusinfrastruktuuri kilpailukykyisen tutkimuksen harjoittamiseen nanotieteiden ja -teknologian sekä kvanttiteknologioiden alalla.
Zoom pikaopas