JavaScript is currently disabled.Please enable it for a better experience of Jumi.

Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat olleet mukana kansainvälisessä brittiläis-suomalais-kiinalaisessa yhteistyöhankkeessa, jossa valmistettiin ensimmäinen molekyyli, joka pystyy muistamaan siihen kohdistetun magneettikentän nestemäisen typen lämpötilan yläpuolella. Tutkimustulokset voivat mahdollistaa tulevaisuudessa esimerkiksi tietokoneiden kiintolevyjen tallennuskapasiteetin moninkertaistamisen laitteiden koon kasvamatta.

Yksittäismolekyylimagneetit ovat molekyylejä, jotka muistavat kauan niihin kohdistetun magneettikentän suunnan ja molekyyleihin voi näin ”kirjoittaa” informaatiota. Yksittäismolekyylimagneeteille on suunniteltu mahdollisia sovellutuksia esimerkiksi suuritiheyksissä tallennusmedioissa ja kvanttitietokoneiden laskentayksiköissä.

Näiden ”molekyylimuistien” käytännön sovellusten kehittymistä on estänyt se, että yksittäismolekyylimagneetit toimivat vain äärimmäisen kylmissä olosuhteissa. Yleensä niiden magneettiset ominaisuudet häviävät, jos niitä lämmittää muutaman asteen absoluuttisen nollapisteen (–273°C) yläpuolelle. Näin ollen yksittäismolekyylimagneetteja on voinut tutkia vain laboratorio-olosuhteissa jäähdyttämällä niitä nestemäisellä heliumilla.

Tutkijat ovat nyt ensimmäistä kertaa onnistuneet valmistamaan ja karakterisoimaan yksittäismolekyylimagneetin, joka säilyttää muistiominaisuutensa nestemäisen typen lämpötilan (–196°C) yläpuolella. Magneettia voidaan kutsua ensimmäiseksi korkean lämpötilan yksittäismolekyylimagneetiksi.

- Arkielämässä ajateltuna nestemäinen typpi on äärimmäisen kylmää, mutta verrattuna nestemäiseen heliumiin, jota on aiemmin tarvittu yksittäismolekyylimagneettien tutkimuksessa, on nestetypen lämpötila huima loikkaus ylöspäin. Nestetyppi on yli 300 kertaa nesteheliumia halvempaa ja sen käsittely on paljon helpompaa mahdollistaen teolliset sovellukset. Näin ollen kyseessä on todellinen tieteellinen läpimurto, kertoo tutkijatohtori Akseli Mansikkamäki Jyväskylän yliopiston kemian laitokselta.

Tehokkaat tietokoneet hyötykäytössä

Valmistettu dysprosium-metalloseeniyhdiste on vuosia kestäneen tutkimustyön huipentuma. Projekti on vaatinut uusien organometallikemian synteettisten menetelmien kehittämistä sekä syvällistä ymmärtämistä tutkittujen molekyylien mikroskooppisen elektronirakenteen vaikutuksesta niiden magneettisiin ominaisuuksiin.

- Kvanttimekaniikkaan ja suhteellisuusteoriaan perustuvat tietokoneavusteiset laskennalliset tutkimusmenetelmät ovat tärkeässä roolissa yksittäismolekyylimagneettien analysoinnissa ja uusien molekyylien suunnittelussa. Nykyään saatavilla oleva suuri laskentakapasiteetti on mahdollistanut tässä tutkimuksessa esimerkiksi monimutkaiset laskut, joilla on selvitetty molekyylien kidevärähdysten ja magneettisten ominaisuuksien välistä vuorovaikutusta, selventää Mansikkamäki.

Tutkimuksessa saatiin tietoa myös siitä, miten valmistettujen molekyylien magneettisia ominaisuuksia voi entisestään parantaa ja teollisesti toteutettavia käyttösovelluksia voidaan tuoda lähemmäs todellisuutta.

Tutkimusprojektia on johtanut professori Richard Layfield Sussexin yliopistossa Isossa-Britanniassa. Tutkimuksen synteettinen työ ja yhdisteiden karakterisointi suoritettiin Layfieldin tutkimusryhmässä ja magneettiset mittaukset tehtiin Sun Yat-sen –yliopistossa Kantonissa, Kiinassa, professori Ming-Liang Tongin johdolla. Tutkijatohtori Akseli Mansikkamäki toteutti teoreettiset laskut ja analyysit Jyväskylän yliopiston kemian laitoksella. Suomessa tutkimusta rahoitti Suomen Akatemia. Laskentaresurssit on tarjonnut Tieteen tietotekniikan keskus (CSC) ja Jyväskylän yliopisto.

Tutkimus on juuri julkaistu arvostetussa Science-julkaisusarjassa 18.10.2018.

 

 
 

Pelottaako kuvien varmuuskopiointi verkkoon? Harkitse omaa pilveä

Viime vuonna otettiin huikeat 1,2 biljoonaa eli 1200 miljardia digitaalista valokuvaa1, joista noin 85 prosenttia älypuhelimilla. Kuvat säilyttävät muistojamme, jotta voimme palata myöhemmin niihin hetkiin, jotka muovaavat elämäämme ja kertovat tarinoitamme perheellemme ja ystävillemme. Puhelimen kadottaminen saattaa kuitenkin tarkoittaa myös näiden arvokkaiden muistojen hukkaamista. Niinpä on ehdottoman tärkeää varmistaa, että niistä on varmuuskopio.

Lue lisää...

Mitä IoT-rauta vaatii?

Pärjätäkseen IoT-markinoilla laitevalmistajien täytyy oppia innovoimaan nopeammin. IoT-sovelluksien kirjo on loppumaton ja menestyvät yritykset antavat kehittäjilleen mahdollisuuden jatkuvasti tunnistaa ja toteuttaa uusia ja yhä hyödyllisempiä tapoja valjastaa käyttöön antureita, monitoroida erityyppistä dataa ja ohjata laitteiden ekosysteemejä.

Lue lisää...
 
ETN_fi Viranomaisverkko Virveen tulee mobiililaajakaista ensi vuonna. Kumppanioperaattorikin selviää kilpailutuksessa v. 2… https://t.co/TtNorpIQy2
ETN_fi Ensimmäinen AVR-pohjainen Arduino-kortti. Lisätietoja Mouserilta. https://t.co/7yazvkOkV1
ETN_fi Nokialle 2+ mrd euron sopimukset kiinalaisoperaattorien kanssa. https://t.co/LJ6OPq0kb7
ETN_fi Mercedes voittaa jatkossa F1- ja sähköformulakisoja On Semin tehonhallintatekniikalla. VB77 for WDC in 2019! https://t.co/EjpdlTQwop
ETN_fi Beneq's transparent Lumineq matrix displays just got a lot bigger. See https://t.co/FDvZwrVGId
 
 

ny template