Digitoday

Valikko

300 gigatavua muistia tarpeen nanotekniikan läpimurrossa

Mikael Johanssonin tutkimusryhmä on pystynyt todistamaan, miten aineen rakenne muuttuu atomimäärän mukaan. Tarkimpien elektronirakennelaskujen tekemiseksi tarvittiin lähes 300 gigatavua muistia ja kaksi teratavua levytilaa tieteen tietotekniikan keskuksen superklusterilla Murskalla.
CSC:n mukaan työ tehtiin kansainvälisenä yhteistyönä johon osallistui tutkijoita Saksasta, Yhdysvalloista, Tanskasta sekä Suomesta.

Mallinnus tehtiin pääosin CSC:n laitteistola. Murska-superklusterin tarjoama suuri kapasiteetti muisteissa, levytilassa ja prosessoreissa osalta mahdollistivat työn vaatimat maailmanlaajuisesti suurimpiin kuuluvat kvanttimekaaniset laskut.

Pitkäaikainen
arvoitus


Yksi nanomaailman pitkäaikaisista arvoituksista, hyvin pienten negatiivisesti varattujen kultaklusterien suurin mahdollinen koko, on ratkaistu yhdistämällä huipputason kokeellisia ja laskennallisia menetelmiä. Saavuttaessaan kahdentoista atomin koon kultaklusteri muuttuu tasomaisesta kolmiulotteiseksi rakenteeksi.

Ainutlaatuinen kullan ominaisuus on sen taipumus pysyä tasomaisena selvästi muiden metallien ulottumattomissa olevassa suuruusluokassa. Tällä erikoisuudella on tärkeitä seuraamuksia esimerkiksi nanokatalyysissä, jossa kaksiuloitteisuudella on tehokkuuden kannalta ratkaiseva merkitys.

Katalyysillä nopeutetaan kemiallista reaktiota, kuten auton pakokaasujen muuttamista vähemmän haitallisiksi lisäämällä reaktioon ainetta joka toimii katalyyttinä. Perinteisesti katalyytin tehokkuus on suoraan verrannollinen sen pinta-alaan.

Mitä hienojakoisempi katalyytti sitä suurempi pinta-ala ja katalyyttinen tehokkuus. Kun siirrytään tarpeeksi pieniin katalyyttisiin hiukkasiin, joiden koko on nanometrin luokkaa, tämä sääntö ei enää päde. Tässä kokoluokassa hiukkasten katalyyttisiä ominaisuuksia ei voi ennustaa suurempien partikkeleiden oinaisuuksien perusteella.

Nanokatalyysi
uusi tutkimusala


Nanokoon hiukkasten katalyytiset ominaisuudet ovat usein täysin ainutlaatuisia ja tätä uutta tutkimusalaa kutsutaan nanokatalyysiksi. Nanokatalyyttien ominaisuuksiin vaikuttaa ratkaisevasti hiukkasen rakenne.

Pallo-, ja tasomaisella hiukkasella on täysin erilaiset katalyytiset ominaisuudet. CSC:n mukaan on siis hyvin tärkeää tietää tarkasti missä vaiheessa siirtyminen kolmiulotteisiin rakenteisiin tapahtuu. Rypäiden erittäin pienen koon takia niiden suora havainnointi on mahdotonta; sen sijaan näiden nanopartikkelien näkemiseksi laboratoriokokeet on yhdistettävä teoreettisen mallinnuksen tarjoamiin oivalluksiin.

Näin pienten hiukkasten rakenteen selvittämiseksi tarvitaan laskennallista tutkimusta kokeiden lisäksi. Johanssonin ryhmä tutki 7-13 kulta-atomin mudostamia ryppäitä ja selvitti kuinka moneen kulta-atomiin asti rakenne säilyy tasomaisena. Tutkimustulosten perusteella rakenteen muuttuminen tasomaisesta pallomaiseksi tapahtuu 12 kulta-atomin kohdalla.

Kommentit

    Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Cheekiltä odottamaton sukupaljastus suorassa lähetyksessä – ”Wikipediaan voisi lisätä”

    2. 2

      Vantaalainen Marja, 68, ihmeissään: Auton tuulilasiin ilmestyi mystinen lappu parkkifirmalta – 3 viikon takaisesta pysäköinnistä

    3. 3

      Viisuvoittaja Loreenin räväkkä esitys varasti huomion – rinta lipui ulos topista: ”Miksi naiset eivät saisi olla puolialastomana?”

    4. 4

      Naisen salikuva sekoitti internetin – ovatko kaunottaren jalat todella nurinpäin vai huomaatko heti mistä on kyse?

    5. 5

      Jannan raskaus päättyi kaksi vuotta sitten suunnattomaan suruun – julkaisi liikuttavan kuvan: ”Sanoin äidilleni, että vauva ei liiku”

    6. 6

      Tässä on Eurojackpotin oikea rivi – täyspotti nousee 23 miljoonaan euroon

    7. 7

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    8. 8

      Tuulikone teki tepposet ruotsalaiselle laulajakaunottarelle – paljasti intiimialueensa viisulavalla: ”Pöksysokki”

    9. 9

      Cheek teki sukupaljastuksen – Wikipedia-sivu meni välittömästi uusiksi

    10. 10

      Lennun voittokulku Yhdysvalloissa jatkuu: Jimmy Fallon matki Niinistön koiran legendaarista virnistystä, yleisö villiintyi

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    2. 2

      Hyvinkään poliisiasemalle saapui ahdistunut aviomies – elintasokulissin takaa alkoi paljastua karu totuus

    3. 3

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    4. 4

      Pariskunta ei arvannut, mihin lähti paritalon puolikkaan ostaessaan – piina vei oikeuteen seitsemän kertaa

    5. 5

      Katri Sorsalta kuitti Anu Saagimille: ”Eestissä nainen näyttää herättyään tältä, meillä Suomessa tältä...”

    6. 6

      Onko tässä totuus Mäkäräisen poisjäännistä Lahden MM-kisoista? ”Kaikki, mitä Otepäässä tulkitsin Reijon olemuksesta ja puheista, viittasi siihen”

    7. 7

      ”Inhoan tätä elämää, voisinpa vain antaa lapset pois”

    8. 8

      Hengenvaarallinen villitys leviää nuorten keskuudessa ja herättää huolta: ”Halikuva muuttuu nopeasti tragediaksi”

    9. 9

      Iso onnettomuus pysäytti Nelostien – rekat poikittain tiellä, mukana myös henkilöautoja

    10. 10

      Venezuelan kohuhiihtäjältä yllätys: lahjoittaa isot palkintosekit kahdelle suomalaisurheilijalle!

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    3. 3

      Pekka Vähäsöyrinki tunnusti Mika Myllylän haudalla, milloin dopinginkäyttö alkoi: ”Siinä hetkessä annoin periksi”

    4. 4

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    5. 5

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    6. 6

      Stubb opetti Trumpille faktoja Ruotsista – viesti sytytti kiivaan keskustelun

    7. 7

      Yleinen virhe wc-pöntöllä: Tästä syystä pyttyyn jää helposti ”jarrutusjäljet”

    8. 8

      Anu Saagim haukkui Maria Veitolaa rumaksi suorassa lähetyksessä – Veitola harmistui studioyleisön reaktiosta: ”Yleisö nauraa ja taputtaa”

    9. 9

      Nokialla pahoinpidelty 17-vuotias tyttö on kuollut

    10. 10

      Donald Trumpilta outo viittaus Ruotsiin: ”Katsokaa, mitä tapahtui eilen illalla Ruotsissa – kuka olisi uskonut?”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Cheekiltä odottamaton sukupaljastus suorassa lähetyksessä – ”Wikipediaan voisi lisätä”

    2. 2

      Vantaalainen Marja, 68, ihmeissään: Auton tuulilasiin ilmestyi mystinen lappu parkkifirmalta – 3 viikon takaisesta pysäköinnistä

    3. 3

      Viisuvoittaja Loreenin räväkkä esitys varasti huomion – rinta lipui ulos topista: ”Miksi naiset eivät saisi olla puolialastomana?”

    4. 4

      Naisen salikuva sekoitti internetin – ovatko kaunottaren jalat todella nurinpäin vai huomaatko heti mistä on kyse?

    5. 5

      Jannan raskaus päättyi kaksi vuotta sitten suunnattomaan suruun – julkaisi liikuttavan kuvan: ”Sanoin äidilleni, että vauva ei liiku”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    2. 2

      Hyvinkään poliisiasemalle saapui ahdistunut aviomies – elintasokulissin takaa alkoi paljastua karu totuus

    3. 3

      Tarkista ja kuuntele: Mikä oli Suomen listaykkösenä, kun sinä synnyit?

    4. 4

      Pariskunta ei arvannut, mihin lähti paritalon puolikkaan ostaessaan – piina vei oikeuteen seitsemän kertaa

    5. 5

      Katri Sorsalta kuitti Anu Saagimille: ”Eestissä nainen näyttää herättyään tältä, meillä Suomessa tältä...”

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Julkkiksilta sataa tukea rumaksi haukutulle Maria Veitolalle – Rakel Liekiltä tyhjentävä kommentti

    2. 2

      Kummisetä antoi 10-vuotiaalle tyttärelle lahjarahaa – Kela rokotti koko perheeltä 341,52 euroa/kk

    3. 3

      Pekka Vähäsöyrinki tunnusti Mika Myllylän haudalla, milloin dopinginkäyttö alkoi: ”Siinä hetkessä annoin periksi”

    4. 4

      Helsinkiläinen Nina, 44, avautuu isäpuolen järkyttävistä teoista: ”Äiti katseli vierestä, mutta ei koskaan puuttunut”

    5. 5

      Traaginen onnettomuus Helsingissä – työkoneen kauha osui kävelijään, nainen kuoli vammoihinsa

    6. Näytä lisää