1/2014

Kirkastuvaa luvassa

Mika Valden

 

Professori Mika Valden TTY:n optoelektroniikan tutkimuskeskuksesta pääsee käyttämään ainutlaatuista tutkimuslaitteistoa, joka rakennetaan Ruotsiin.   

– Maantieteellisesti lähellä Suomea sijaitseva MAX IV -laboratorio tuo paljon hyötyjä ja mahdollisuuksia suomalaisille materiaalitutkijoille. Tällaisten hankkeiden kautta saamme tietotaitoa ja osaamista, jonka avulla edistetään suomalaisen teollisuuden kilpailukykyä, Valden tähdentää.

 

Suomalaisille materiaalitutkijoille avautuu pian tutkijan taivas. He pääsevät tutkimaan materiaalien ominaisuuksia 10 miljoonaa kertaa auringon säteilyä kirkkaamman synkrotronisäteilyn avulla.

Vuonna 2016 Lundissa Etelä-Ruotsissa käyttöön otettavan MAX IV -laboratorion synkrotronisäteilykeskukseen kohdistuu suuria odotuksia. Kyseessä on kansainvälinen huippututkimuslaitos, joka valmistuessaan tuottaa maailman kirkkainta synkrotronisäteilyä.

– Synkrotroni on hiukkaskiihdytin, joka tuottaa erittäin kirkasta elektromagneettista säteilyä. Ilmiöt, joita me haluamme tutkia, ovat niin häviävän pieniä ja nopeita, että ilman 10 miljoonaa kertaa aurinkoa kirkkaampaa valoa niitä ei voisi tutkia kunnolla, kertoo professori Mika Valden TTY:n optoelektroniikan tutkimuskeskuksesta.

Infrapunasäteilystä röntgensäteilyyn

Synkrotronisäteilyä hyödynnetään muun muassa fysiikassa, kemiassa, biologiassa, lääketieteessä, puolijohde- ja energiateknologioissa sekä uusien materiaalien ja funktionaalisten pinnoitteiden tutkimuksessa. Säteilyn aallonpituus vaihtelee tutkimusmenetelmästä riippuen infrapuna-alueelta aina korkeaenergiseen röntgensäteilyyn.

Huippukirkkaan synkrotronisäteilyn avulla voi Valdenin mukaan tutkia esimerkiksi grafeenin ja itsepuhdistuvien pintojen ominaisuuksia. Sen avulla parannetaan teräsmateriaalien ominaisuuksia, selvitetään proteiinien ja erittäin suurten biomolekyylien rakennetta sekä kehitetään erilaisia kuvantamistekniikoita.

Tutkimustietoa suomalaisen teollisuuden käyttöön

MAX IV -laboratorion tapaisia huippututkimuslaitoksia ei kannata rakentaa joka maahan. Onneksi Ruotsiin on lyhyt matka.

Suomen Akatemia on myöntänyt FIRI 2010- ja FIRI 2013 -hauistaan yhteensä noin 2,7 miljoonan euron rahoituksen uuden suomalais-virolaisen tutkimuslinjan ja -laitteiston rakentamiseksi MAX IV:ään. Laitteisto käyttää ultravioletti- ja röntgensäteilyä. Rakennustyötä koordinoivat Oulun yliopisto, Turun yliopisto sekä TTY. Mukana on myös Tarton yliopisto Virosta. MAX IV tarjoaa merkittävää tukea asiantuntijaorganisaationsa kautta.

Hankkeella edistetään suomalaisten synkrotronisäteilyn käyttäjien pääsyä ruotsalaisen tutkimuskeskuksen tiloihin ja käyttämään sen ainutlaatuista tutkimuslaitteistoa. Luvassa on eri tieteenalojen vuorovaikutusta, poikkitieteellistä tutkimusta ja kansainvälistä yhteistyötä.

– Kun haluamme kehittää uusia, läpimurtoihin yltäviä teknologioita ja innovaatioita, ei ole muita keinoja kuin rakentaa niitä uuden tiedon pohjalta. Tarvitaan mittavia kansainvälisiä huippututkimuskeskuksia, mutta yksin emme pysty niitä rahoittamaan. MAX IV ‑laboratorion kautta me saamme arvokasta tutkimustietoa, joka voidaan tuoda Suomen yritysten käyttöön.

Synkrotronisäteilyä tuotetaan hiukkaskiihdyttimissä

Synkrotronisäteily on erittäin kirkasta valoa, jota tuotetaan synkrotronivarastorenkaiksi kutsutuissa hiukkaskiihdyttimissä. Niiden sisällä on tyhjiö. Renkaassa kiertää elektroneja lähes valon nopeudella. Nopeiden elektronien lentorata saadaan kaareutumaan magneettien avulla. Kun elektroni lentää magneettikenttään, elektronit alkavat lähettää valoa eli sähkömagneettista säteilyä. Osa elektronien liike-energiasta muuttuu siis säteilyn energiaksi. Säteily ohjataan kymmeniä säteilylinjoja pitkin tutkijoiden koeasemille. Yhdessä synkrotronisäteilyrenkaassa voi olla samanaikaisesti kymmeniä tutkijaryhmiä tekemässä mittauksia.

Synkrotronista saatavan sähkömagneettisen säteilyn aallonpituusalue ulottuu infrapunasäteilystä aina korkeaenergiseen röntgensäteilyyn saakka.

Aineiden mikroskooppista rakennetta tutkittaessa on vaikeaa saada näyteaineet reagoimaan säteilyyn niin, että mittalaitteet pystyvät havaitsemaan sen. Synkrotronisäteilyn suuri kirkkaus takaa sen, että tutkijat voivat saada valon osumaan edes muutamaan näytteenä olevaan atomiin tai molekyyliin.

 

Teksti: Leena Koskenlaakso
Kuva: Petri Laitinen

 
Kerro kaverille
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
1/2014
Mikrotehdas tuo valmistuksen työpöydälle ja myymälän takahuoneeseen
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
1/2014
Voittaako Suomi seuraavassa teollisuuden murroksessa?
Kultaryntäys avaruuteen
Kultaryntäys avaruuteen
1/2014
Kultaryntäys avaruuteen
Automaatio tehostaa kiven murskausta
Automaatio tehostaa kiven murskausta
1/2014
Automaatio tehostaa kiven murskausta
Terästutkimuksen uudet kuviot
Terästutkimuksen uudet kuviot
1/2014
Terästutkimuksen uudet kuviot
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
1/2014
Oppimisympäristö on enemmän kuin tuoli ja pulpetti
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
1/2014
Karjalainen perinnepeli Hervannassa päättyi häihin Kroatiassa
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
1/2014
Työkaluja turvallisuuden mittaamiseen
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
1/2014
TTY-säätiön hallitukseen kaksi uutta jäsentä
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
1/2014
Mikä on strategia ja miten se tehdään?
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
1/2014
TTY kehittää palveluita pk-yrityksille
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
1/2014
Tampere energia- ja ekotehokkuuden ytimessä
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
1/2014
Tietojärjestelmien hankinta on taitolaji
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
1/2014
Kehittäkää palveluita, teollisuusyritykset
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
1/2014
Pintakäsittelytekniikoiden konferenssi Tampereella
Rajapinta uudistui
Rajapinta uudistui
1/2014
Rajapinta uudistui

Tampereen teknillinen yliopisto on teknologisen kehityksen tiennäyttäjä sekä tutkimusmaailman ja elinkeinoelämän yhteistyökumppani. Yliopistosta valmistuu haluttuja osaajia yhteiskunnan eri aloille.

Käyntiosoite:
Korkeakoulunkatu 10,
33720 Tampere

Postiosoite:
PL 527, 33101 Tampere

Puhelinvaihde:
03 311 511
ma–pe kello 8–16.15
kesällä ma–pe 8–15.45

Virallinen sähköpostiosoite:
tty.asiointi@tut.fi