Litteää kultanestettä tietokonemallissa. Kuva: Pekka Koskinen
Litteää kultanestettä tietokonemallissa. Kuva: Pekka Koskinen

Kalvon atomit soljuvat toisensa lomitse kuten nesteessä yleensä.

Yhden atomikerroksen paksuinen, täysin kaksiulotteinen neste on aineen uusi olomuoto. Sen ennustavat tietokonesimulaatiot, joita ovat tehneet Jyväskylän yliopiston nanotiedekeskuksen tutkijat.

Täysin kaksiulotteisten materiaalien olemassaoloon ei uskottu ennen grafeenin löytämistä kymmenkunta vuotta sitten. Sittemmin kaksiulotteisia materiaaleja on havaittu, tosin vain kiinteässä olomuodossa. Sulamiseen tarvittava lämpöliike rikkoo helposti hauraan materiaalikalvon, ja sen vuoksi kaksiulotteista nestettä ei ole pidetty mahdollisena.

Nyt kuitenkin tietokonesimulaatiot osoittavat, että grafeenin pieniä reikiä paikkaavat metalliset kultakalvot voivat esiintyä nestemäisessä olomuodossa, vaikka kalvot ovat vain yhden atomin paksuisia. Simulaatioissa kalvon atomit soljuvat toistensa lomitse, mutta kalvo säilyy silti kaksiulotteisena.

“Grafeenin rooli on tässä sama kuin muovirenkailla, joiden läpi lapset puhaltelevat saippuakuplia. Grafeenin reiän reuna pingottaa metallisen kultakalvon ja pitää sen tasossa. Tämän asetelman ansiosta kaksiulotteinen neste on mahdollinen”, kertoo akatemiatutkija Pekka Koskinen Jyväskylän yliopiston verkkosivulla. Koskinen johti tutkimusta.

Tietokonesimulaatioissa käytettiin kvanttimekaanisia malleja ja kymmenistä tai sadoista kulta-atomeista koostuvia nanorakenteita. Tutkimuksen julkaisi Nanoscale-lehti.

Tällä hetkellä litteää nestettä on vain tietokoneella. Sen olemassaolo pitää vielä vahvistaa kokeellisesti. Tämä voi olla hankalaa, sillä simulaatioiden mukaan kaksiulotteinen neste vaikuttaa hauraalta.

Pauli
Seuraa 
Viestejä148
Liittynyt24.11.2014

Litteä neste on uusi aineen olomuoto

Mitäs jos ton olomuodon tekee pallon pinnalle? Saadaanko taas aineelle uusi olomuoto, täysin kolmiuloitteinen muoto, tuosta kuuluu trademark Paulille. Myyn oikeuksia luonnollisella maksulla, olenhan ekomies. Toruksen muotoista saa rahalla. Sellainen tulee vääjäämättä mieleen, että olisiko tuossa aine, joka saadaan pallosta kääntämällä torukseksi?
Lue kommentti
Taiteilijan näkemys supermassiivisesta mustasta aukosta. Se ahmii ainetta ja säteilee hurjasti. Kuva: Nasa
Taiteilijan näkemys supermassiivisesta mustasta aukosta. Se ahmii ainetta ja säteilee hurjasti. Kuva: Nasa

Eniten silti luettiin uutista Pääsiäissaaren patsaiden kivihatuista.  

1. Pääsiäissaaren kivihattujen arvoitus ratkesi

Muinaiset pääsiäissaarelaiset hyödynsivät fysiikkaa nokkelasti.

2. Suomalaisten yleisin veriryhmä altistaa ärjylle ripulille

Tietty kolibakteeri tarttuu suoliston seinämään herkemmin, jos henkilö kuuluu A-veriryhmään.

3. Hivin siedon salaisuus alkaa paljastua

Prosentin murto-osalla hiv-tartunnan saaneista on poikkeuksellisia tappajasoluja, jotka ilmeisesti vangitsevat sairastuneet solut imukudokseen.

4. Afrikan vanhimmat apinanleipäpuut kuolevat oudosti

Kolmestatoista vanhimmasta yhdeksän on kuollut täysin tai osittain viime vuosikymmenen aikana.

5. Alzheimer voi vaeltaa kuin syöpä

Tautiproteiinia valmistuu elimistössä muuallakin kuin aivoissa.

6. Kivikauden heimosodat niittivät valtaosan miehistä

Tappamisen jäljet näkyvät yhä geeneissämme, osoittaa Stanfordin yliopiston uusi tutkimus.

7. Ihminen haistaa toisen pelon

Hammaslääkäriopiskelijat tekivät enemmän virheitä, kun he harjoittelivat operaatioita nukella, jolle oli puettu ahdistuneen ihmisen aiemmin käyttämä paita.

8. Suurtutkimus laittoi huumeet vaarallisuusjärjestykseen

Huumeista ”taikasienet” vievät käyttäjiä vähiten sairaalaan, kertoo maailmanlaajuinen kyselytutkimus.

9. Silmälasit saattavat todella kieliä älystä

Älykkyyteen vaikuttavat geenit ovat yhteydessä myös huonompaan näkökykyyn.

10. Hirviömäinen musta aukko kasvaa ennätysvauhdilla

Musta aukko nielee Auringon verran massaa kahdessa päivässä.

Tiede-lehden päivittäiset tiedeuutiset jäävät kesätauolle ja palaavat 1. elokuuta.

Ilmaviljely vauhditti siemenperunoiden tuotantoa.

Uusi suomalainen varhaisperuna Jussi tuli markkinoille kolme vuotta sitten. Lajike osoittautui niin suosituksi, että siemenperunat ovat kahtena keväänä loppuneet kesken. Vasta täksi kaudeksi sitä oli ammattiviljelijöille riittävästi, 500 tonnia.

Suuri kysyntä yllätti kaikki.

Jussin siemeniä alettiin kasvattaa Suomen siemenperunakeskuksessa myös aeroponisesti, ilman multaa, koska niitä piti saada viljelijöille paljon ja nopeasti. Perinnäisellä tavalla olisi saatu riittävä määrä siemenperunoita viidessä vuodessa, mutta uusi ilmaviljelymenetelmä nopeutti tuotantoa.

Aeroponisten perunoiden varret varttuvat luonnonvalossa tai ledien loisteessa kaapin päällä, juuret ja maavarret taas venyvät kaapin sisällä pimeässä. Juuristoon ja mukulavyöhykkeelle vain ruiskutetaan ajoittain ravinnesumua.

Jos mukulat poimitaan 30–35-millisinä, kasvi innostuu tekemään niitä jatkuvasti lisää. Kasvi ei ymmärrä vanheta vaan kasvaa ja kasvaa. 

Keskimäärin menetelmä kymmenkertaistaa sadon. Jos turpeessa kehittyy vaikka kolme mukulaa, aeroponisesti niitä syntyy vähintään 30.

Työläs jalostaa

Ajatus uudesta suomalaista perunalajikkeesta syntyi toistakymmentä vuotta sitten. Tavoitteena oli kehittää kaunis, maukas, satoisa ja aikaisen kevään kylmässä maassa selviävä peruna. Sen piti myös kestää tauteja ja soveltua Suomen lyhyeen kasvukauteen ja runsaaseen valoon.

Helpommin sanottu kuin tehty. Perunan perimä sisältää neljä versiota jokaisesta geenistä, kun esimerkiksi ihmisellä niitä on kaksi. Tämän vuoksi kahden perunalajikkeen risteyttäminen tuottaa tuhansia erilaisia vaihtoehtoja. Jotta kaikki halutut ominaisuudet saadaan samaan kasviin, tarvitaan runsaasti jälkeläisiä, joista karsia.

Vuosien jalostustyö tuotti Jussin. Muutamassa vuodessa se on kahmaissut kolmasosan varhaisperunan 800 viljelyalasta. Kahdella muulla kolmanneksella kasvaa Timoa ja saksalaista Solistia. 

Missään muualla kuin Suomessa ja Ruotsissa ei kuitenkaan ymmärretä varhaisperunan arvoa. Jussi sai nimensäkin siitä, että sitä on tarkoitus syödä juhannuksena.

 

Lue lisää

Kesäkuun Tiede-lehdessä on pitkä artikkeli, jossa tiedetoimittaja Arja Kivipelto kertoo, miten uuden perunalajikkeen kehitys ideasta lautasille eteni. Hän kertoo myös, mistä peruna on peräisin – ja miten ja miksi se valloitti maailman.

Jos aihe kiinnostaa, käy ostamassa paperilehti tai iPad-digilehti.

Jos olet Sanoman jonkin aikakauslehden tilaaja, voit lukea artikkelin kirjautumalla tilaajatunnuksillasi Digilehdet-palveluun

Ellet ole vielä aktivoinut digilukuominaisuutta, tee se osoitteessa https://oma.sanoma.fi/aktivoi/digilehdet. Aktivoinnin jälkeen pääset kirjautumaan suoraan digilehdet.fi-palveluun.

Ellet ole tilaaja, voit hyödyntää maksutonta tutustumistilausta, joka tarjoaa neljän viikon lukuoikeuden Tiede-lehden artikkeleihin.

Pääset tekemään tilauksen klikkaamalla tätä artikkelilinkkiä