Uutiset

Tutkijat loivat nanopartikkeleista materiaalin, joka voi auttaa muun muassa havaitsemaan antibiootteja vedestä

Ultraohut, joustava kalvo voi osoittautua hyödylliseksi myös puettavien laitteiden kehittämisessä.
2D-kalvo
Vasemmalla läpäisyelektronimikroskoopin kuva tutkijoiden kehittämästä kalvosta (valokuvassa kalvo lasilevyn päällä), oikealla kaavio yksikerroksisesta nanopartikkelikalvosta. Kuva: Nonappa / Aalto-yliopisto

Kansainvälinen tutkijaryhmä on Aalto-yliopiston johdolla kehittänyt uudentyyppisen vahvan ja joustavan kaksiulotteisen (2D-) kalvon. Keksintö voi osoittautua merkittäväksi esimerkiksi puettavan elektroniikan kehittämisessä sekä antibioottien jäännösten havaitsemisessa vedestä.

Kaksiulotteiset materiaalit ovat joko yhden tai muutaman atomin paksuisia, ultraohuita mutta lujia materiaaleja. Tutkijat ja teollisuus ovat viime vuosina kiinnostuneet erityisesti nanopartikkelipohjaisista 2D-materiaaleista, joiden odotetaan nousevan avainasemaan esimerkiksi seuraavan sukupolven tietojenkäsittelyssä. Kaupallisiin sovelluksiin on kuitenkin vielä matkaa, koska riittävän ja laadultaan tasaisen materiaalimäärän tuottaminen on ollut haastavaa.

Tampereen yliopiston tenure track -professorin ja Aalto-yliopiston dosentin Nonappan johtama tutkimusryhmä on nyt pystynyt valmistamaan metallinanopartikkeleista suuren yksikerroksisen 2D-kalvon, joka vastaa näihin haasteisiin. Tulokset julkaistiin 2. elokuuta 2022 Small-lehdessä.

"Kalvomme on mekaanisesti kestävä ja se voidaan siirtää mille tahansa alustalle. Valmistustapamme mahdollistaa nopean, skaalautuvan ja tehokkaan laajojen ultraohuiden kalvojen valmistuksen”, Nonappa sanoo.

Materiaalin valmistuksessa käytettiin räätälöityjä, tarkasti määritellyn molekyylirakenteen hopeananopartikkeleita. Tutkijatohtori Alessandra Griffo Saarlandin yliopistosta kertoo, että kalvon joustavuus saattaa tehdä siitä hyödyllisen muun muassa puettavassa elektroniikassa ja näytöissä käytettävien joustavien transistorien sekä tallennusvälineiden kehittämisessä.

"Osoitimme kokeellisesti kalvon mekaaniset ominaisuudet, jotka ovat helposti toistettavia ja siten luotettavia."

Tutkimusryhmä on selvittänyt myös kehittämänsä materiaalin soveltuvuutta veden antibioottipitoisuuden tutkimiseen. Nanopartikkelikalvo toimii alustana, jolle vesinäyte laitetaan, minkä jälkeen sitä voidaan tutkia Raman-spektroskopiaksi kutsutulla tehokkaalla analyysimenetelmällä.

"Näin voimme luotettavasti havaita vedestä erittäin pieniäkin antibioottipitoisuuksia”, kertoo tutkijatohtori Anirban Som Aalto-yliopistosta.

Seuraavaksi tiimi tutkii, miten sen kehittämät valmistusmenetelmät toimivat muiden nanopartikkelien kanssa. Tarkoitus on hyödyntää tuloksia esimerkiksi ihoa jäljittelevissä materiaaleissa.

Tutkimuksessa mukana ovat olleet Nonappan tutkijaryhmä Tampereen yliopistosta, T. Pradeepin tutkijaryhmä IIT Madrasista, Olli Ikkalan ryhmä Aalto-yliopistolta sekä Karin Jacobsin ryhmä Saarlandin yliopistolta. Tutkimus liittyy Suomen Akatemian Fotoniikan tutkimuksen ja innovaatioiden lippulaivaan (PREIN) sekä LIBER-huippuyksikköön.

Yhteystiedot

Nonappa
Tenure track -professori, dosentti
Tampereen yliopisto, Aalto-yliopisto
[email protected] 
+358 5047 28897

  • Julkaistu:
  • Päivitetty:

Lue lisää uutisia

Nesteen polttoainejalostamon tankit Porvoossa
Yhteistyö, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Yhteistyö Aallon kanssa tuo Nesteelle merkittävää taloudellista hyötyä

Yhteistyön tuloksena Nesteen polttoainetutkimukseen tuotiin digitaalisia työkaluja perinteisen testaamisen rinnalle.
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä

Virtuaalinen kirjastokortti koekäytössä
Professor Riikka Puurunen, Professor Patrick Rinke and IT Application Owner Lara Ejtehadian holding sunflowers and diplomas
Palkinnot ja tunnustukset, Kampus, Tutkimus ja taide Julkaistu:

Aallon avoimen tieteen palkintojuhla toi aaltolaisia yhteen keskustelemaan avoimesta tieteestä

Viime viikolla kokoonnuimme A Gridiin juhlimaan Aallon avoimen tieteen palkinnon 2023 saajia ja keskustelemaan avoimesta tieteestä aaltolaisten kanssa.
Three female students studying
Tutkimus ja taide Julkaistu:

Hae siemenrahoitusta Aallon, KU Leuvenin ja Helsingin yliopiston yhteisille tutkimusprojekteille

Aalto-yliopisto, KU Leuven (Belgia) ja Helsingin yliopisto avaavat tutkimusyhteistyön käynnistämistä tukevan siemenrahoitushaun. Rahoitushaku on käynnissä 10. syyskuuta 2024 asti.