Tapahtumat

Väitös teknillisen fysiikan alalta, Msc Tomy Cherian

Väitöskirjan nimi on "Self-assembly and Pattern Formation - From Nanoconfined Ion Transport in Liquid Crystals to Dissipative Pattern Formation in Electroferrofluids"

Elämme maailmassa, jossa käytetään runsaasti paristokäyttöisiä elektronisia laitteita, esimerkiksi TV-kaukosäätimiä, kännyköitä sekä tietokoneita ja kameroita. Sähköautojen nopean yleistymisen vuoksi paristoteknologian kehittäminen on nykyään entistäkin keskeisemmässä asemassa. Nykyajan paristoissa käytetään elektrolyyttejä, jotka haihtuvat ja syttyvät helposti. Ne ovat suuri turvallisuusriski, joka pitää ratkaista, jotta paristoja voitaisiin käyttää turvallisesti vielä laajemmin.

Tämän väitöskirjan ensimmäinen osio käsittelee tätä ongelmaa suunnittelemalla ionisiin nesteisiin pohjautuvia materiaaleja, jotka ovat heikosti haihtuvia, mutta jotka kuitenkin johtavat sähköä kuten tavalliset paristoelektrolyytit. Nämä nesteet yhdistetään yksinkertaisten alkyylimolekyylien kanssa, jotka yhdessä järjestäytyvät nanomittakaavassa nestekiderakenteiksi, joiden nanokanavat edistävät ionien johtumista. Näiden nanorakenteiden sähköjohtavuusarvot ja helppo itsejärjestäytymistä hyödyntävä synteesimenetelmä osoittavat, että ioniset nesteet ovat lupaavia tulevaisuuden paristoelektrolyyttejä.

Väitöskirjan toinen osio käsittelee kuvionmuodostusta. Luonnosta löytyy paljon monimutkaisia ja upeita kuvioita, joita sekä tutkijat että taitelijat arvostavat. Näitä kuvioita löytyy eri mittakaavoissa. Esimerkkejä ovat jääkiteet, kukkien terälehdet, aavikon raitamuodostelmat ja kierteisgalaksit. Erilaiset voimat ja niiden energian käyttö- ja kulutusmäärät määrittelevät näiden kuvioiden muodostumisen. Materiaalitutkimuksen yksi haastavimmista ongelmista on ollut uusien materiaalien kehittäminen, jotka auttaisivat ymmärtämään, kuinka luonto onnistuu luomaan näitä kuvioita.

Tässä työssä kehitettiin uudenlainen nanomateriaali, elektroferrofluidi, joka reagoi sähköisiin ja magneettisiin voimiin muodostaen samalla mikromittakaavan kuvioita. Näitä voimia säätämällä voidaan luoda erilaisia monimutkaisia kuvioita, joilla on erilaisia sähköisiä ja magneettisia ominaisuuksia. Visuaalisten erikoisuuksien lisäksi tällä monitoimisella materiaalilla ja sen kuvioilla on potentiaalia tulla käytetyksi tulevaisuuden optisissa ja elektronisissa laitteissa.

Vastaväittäjä on professori Rafal Klajn, Weizmann Institute of Science, Israel

Kustos on professori Olli Ikkala, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Väittelijän yhteystiedot: [email protected]

Väitöstilaisuus järjestetään etäyhteydellä. Linkki tilaisuuteen

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:
Jaa
URL kopioitu