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

      Yhden hitin eläketurva – tässä on joululaulu, joka tuo kirjoittajilleen edelleen 590 000 euron vuosittaiset rojaltitulot

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      Vuoden oudoin oikeusjuttu? Moderni perhe -tähden Sofia Vergaran omat hedelmöittyneet IVF-alkiot haastoivat tämän oikeuteen

    4. 4

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    5. 5

      Olli, 17, katosi Hämeenlinnassa – oletko nähnyt kuvan nuorta?

    6. 6

      Näin ylivoimainen Hannu Manninen oli avauskilpailussaan – sai heti mieluisan palkinnon

    7. 7

      Viestintäministeri Anne Berner, onko postin perustehtävä uhattuna? ”Postin on vastattava vahingosta”

    8. 8

      Lehti: Tukholman poliisin pikkujoulut riistäytyivät käsistä – ulostetta lavuaarissa, käytettyjä kondomeja pöydällä...

    9. 9

      Riistakamera nappasi kuvan harvinaisesta vieraasta sotilastukikohdassa Arizonassa

    10. 10

      Moni kärsii tietämättään kakkostyypin diabeteksen esiasteesta – lisää äkkikuoleman vaaraa

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    4. 4

      Bunkkeriin seksiorjaksi teljetty ruotsalaisnainen kirjoitti kirjan painajaisestaan – ”Yritin uskotella itselleni, ettei tämä voi olla totta”

    5. 5

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    6. 6

      Susanna, 33, vei Lumian huoltoon – uuteen puhelimeen alkoi ilmestyä outoja kuvia

    7. 7

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    8. 8

      Brittimedia: Saara Aalto laulaa finaalissa kaikkien aikojen Queen-klassikon yhdessä supertähti Adam Lambertin kanssa

    9. 9

      Katin ja Mikon loppumaton tuska – tytär ei elä enää pitkään: ”Lapsi jota on niin kovasti toivonut, otetaan pois”

    10. 10

      Katso, mitä tapahtui asuntolainan hinnalle – ”Pankin vaihtajia on liikkeellä”

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. 6

      Perhesyyt eivät painaneet? Mika Salolla teoria Nico Rosbergin lopettamisesta: ”Kukaan ei tajua sitä…”

    7. 7

      Todelliset syyt, joiden vuoksi naiset voihkivat seksin aikana

    8. 8

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    9. 9

      Linnan jatkoilla nousi hässäkkä – Heikki Lampela ja Hanna Kärpänen sisään vahvassa juhlatunnelmassa: ”Haluan seikkailuja”

    10. 10

      Raivostunut Matti Nykänen perui keikkansa Kanarialla – ravintola joutui maksumieheksi: ”V**ut minä mitään keikkaa vedä”

    11. Näytä lisää

    Näitä luetaan!

    1. 1

      Yhden hitin eläketurva – tässä on joululaulu, joka tuo kirjoittajilleen edelleen 590 000 euron vuosittaiset rojaltitulot

    2. 2

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    3. 3

      Vuoden oudoin oikeusjuttu? Moderni perhe -tähden Sofia Vergaran omat hedelmöittyneet IVF-alkiot haastoivat tämän oikeuteen

    4. 4

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    5. 5

      Olli, 17, katosi Hämeenlinnassa – oletko nähnyt kuvan nuorta?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Salkkarit-kaunotar rohkeassa kuvassa – rinnat paistavat läpi henkäyksen ohuesta asusta

    2. 2

      Robinin, 18, Linnan juhlat -asussa mukana yksityiskohta, joka jäi monilta huomaamatta – presidentiltä erityinen pyyntö kättelyjonossa

    3. 3

      Saara Aallon kilpakumppanit pahoissa vaikeuksissa – tuleeko finaalilähetyksestä katastrofi?

    4. 4

      Bunkkeriin seksiorjaksi teljetty ruotsalaisnainen kirjoitti kirjan painajaisestaan – ”Yritin uskotella itselleni, ettei tämä voi olla totta”

    5. 5

      Sekava mies uhkasi vastaantulijaa Porvoossa – nyrkkeilytaustainen uhattu ei päästänyt karkuun

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Poliisi IS:lle: Tällainen tausta Imatran epäillyllä 23-vuotiaalla kolmoismurhaajalla on

    2. 2

      WhatsApp katoaa miljoonista puhelimista – katso, onko omasi listalla

    3. 3

      Hänellä oli Linnan juhlien rohkein iltapuku – IS:n lukijat äänestivät illan räväyttävimmän pukeutujan

    4. 4

      7 yleisen syövän varhaiset varoitusmerkit – tunnista ajoissa

    5. 5

      Tuulenvire paljasti Donald Trumpin omituisen ”asumokan” – netti sekosi lentokentältä napatusta kuvasta

    6. Näytä lisää