Tutkijat yhdistivät nanoputkikerrokset täysin uudenlaiseksi materiaaliksi
Kansainvälinen, Tokion yliopiston johtama tutkijaryhmä on onnistunut yhdistämään kolmea erilaista materiaalia nanoputkeksi eli nanomateriaaliksi, jolla on putkimainen rakenne. Materiaalien yhdistäminen kerroksittain mahdollistaa nanoputkien kemiallisen koostumuksen hallitsemisen, jolloin nanoputkia voidaan käyttää uusien elektroniikan materiaalien valmistamisessa.
Aalto-yliopiston fysiikan professori Esko I. Kauppisen tutkimusryhmän roolina oli valmistaa korkealaatuisia, yksiseinäisiä hiilinanoputkia, joita käytettiin uusien nanoputkien keskellä. Hiilinanoputken päälle tutkijat laittoivat boorinitridistä tehdyn nanoputken ja ulommaiseksi molybdeenidisulfidinanoputken. Kaikki kolme nanoputkikerrosta johtavat sähköä eri tavoin, ja yhdistämällä ne kerrosmaiseksi rakenteeksi tutkijat loivat materiaalin, jolla on ainutlaatuiset kemialliset ja sähköä johtavat ominaisuudet.
Kauppisen tutkimusryhmä on kehittänyt uusia menetelmiä, joilla erittäin puhtaita hiilinanoputkia voidaan valmistaa suurissa määrissä. Yksiseinäiset hiilinanoputket ovat rakenteeltaan yhden atomikerroksen paksuisia grafeeniliuskoja, jotka rullautuvat saumattomasti eri kokoisiksi ja muotoisiksi putkiksi. Niiden halkaisija on noin yksi nanometri.
”Tuottamamme yksittäiset nanoputket ovat hyödyllisiä japanilaisille kollegoillemme, koska niihin on helppo kiinnittää muitakin uudenlaisia kerroksia ja saada aikaan täysin uusia rakenteita”, Esko Kauppinen sanoo.
Uusia sovellusmahdollisuuksia
Seuraavaksi tutkimusryhmä alkaa kehittää uusille materiaaleille sovelluksia. Kerroksittaisista nanoputkista voidaan tehdä transistoreja, jotka ovat pienempiä ja nopeampia kuin nykyiset, piistä tehdyt transistorit. Transistori on kaiken elektroniikan peruskomponentti: esimerkiksi tietokoneet, puhelimet ja niiden näytöt ja muistit perustuvat transistoreihin.
Transistorissa sisin hiilinanoputki toimii puolijohteena, keskimmäinen boorinitridi toimii eristeenä ja uloimmaiseksi tarvitaan metallinen nanoputki.
”Tämä kerrosrakenne tarkoittaa aivan uudenlaisia optisia ominaisuuksia, ja sen vuoksi myös uusia optisia sovellusmahdollisuuksia. Kiinnostavimmat sovellukset ovat kuitenkin niitä, joista emme vielä edes tiedä”, Esko Kauppinen sanoo.
Tutkimusmenetelmä esiteltiin Science-lehdessä. Tutkimusyhteistyössä oli mukana tutkijoita useista eri yliopistoista ympäri maailmaa. Aalto-yliopiston lisäksi Suomesta oli mukana Canatu Oy, ja kansainvälisiä yhteistyökumppaneita olivat Tokion yliopisto, MIT, Pekingin yliopisto, AIST, NIMS, Tsukuban yliopisto ja IIT Madras.
Lisätietoja:
- Julkaistu:
- Päivitetty:
Lue lisää uutisia
Tutkimus: Sikeästi nukuttu yö ja kova treeni näkyivät aivoissa jopa kahden viikon päästä
Aalto-yliopiston ja Oulun yliopiston tutkijat seurasivat yhden ihmisen arkea viiden kuukauden ajan aivokuvausten, puettavien älylaitteiden sekä älypuhelintietojen avulla. Tutkimus oli osa Aalto-yliopiston tutkija Ana Trianan väitöskirjatyötä. Triana oli samalla oman tutkimuksensa kohde.
Aivo- ja kehomittaukset viedään laboratoriosta puistoon – tavoitteena on tunnistaa dementiariski aiempaa varhemmin
Aalto-yliopiston tutkijat Shrikanth Kulashekhar ja Hanna Renvall ovat saaneet Vaikuttavuussäätiöltä rahoituksen kehittääkseen diagnostiikkaa dementiariskin varhaiseen tunnistamiseen. Tarve on suuri, koska maailmanlaajuisesti muistisairaita on vähintään noin 50 miljoonaa, ja määrän odotetaan tuplaantuvan seuraavan 20 vuoden aikana.
Eurooppalainen jättirahoitus uusien kvanttimateriaalien tutkimukseen
Professori Peter Liljeroth sai Euroopan tutkimusneuvostolta miljoonarahoituksen kvanttimateriaalien kehittämiseen. Uusista materiaaleista toivotaan rakennusainesta toistaiseksi ennennäkemättömiin kvanttilaitteisiin.