Turun yliopiston tutkijat kehittivät valaisimiin ja diagnostiikkaan edullisen ja auringonvalon sävyä tuottavan materiaalin
​Tutkijoiden kehittämä hackmaniitti.

​Tutkimusryhmän kehittämä hackmaniitti sisältää vain yleisiä ja myrkyttömiä alkuaineita. Siten hackmaniitin tuotantokustannukset ovat vähäiset ja siitä ei muodostu vaikeasti hävitettävää jätettä tai terveysriskejä.

– Hinnan halpuus on myös valttina diagnostiikkasovelluksissa, joissa nykyisin käytettävät lantanidileimat ovat kalliita. Kestoluminesenssiominaisuutensa vuoksi hackmaniitit eivät myöskään vaadi kalliita aikaerotteisia spektrometrejä loisteen mittaamiseen, dosentti Mika Lastusaari sanoo.

Hän arvioi, että hackmaniitit löytävät sovelluskohteita myös hankalien olosuhteiden hoitopaikkadiagnostiikassa, sillä hackmaniittien loisto voidaan virittää myös auringon valon avulla.

Valaisimissa käytetään valkoista valoa tuottavia lamppuja, jotta voitaisiin imitoida auringon tuottamaa valoa. Nykyisin käytettävissä lampuissa – loisteputkissa ja LEDeissä – valkoinen valo saadaan aikaan käyttämällä lantanideja sisältäviä loisteaineita.

Lantanidien käyttöön liittyy kuitenkin ongelmia. Yhtäältä ne ovat kalliita ja niiden hinta saattaa vaihdella paljon, toisaalta lantanidien avulla ei saada aikaiseksi aurinkoa imitoivaa laajaa spektriä. Lantanideilla valkoinen valo tuotetaan sekoittamalla kolmea kapeaspektristä pääväriä eli punaista, vihreää ja sinistä, siksi näiden lamppujen valaistuksessa asiat näyttävät erivärisiltä kuin auringon valossa.

Hackmaniitti tuottaa tehokkaan jälkiloisteen

– Kestoluminesenssi, joka tunnetaan myös nimellä jälkiloiste, on ilmiönä käytössä pimeässä hohtavissa sovelluksissa kuten hätäpoistumistiekilvissä ja -opasteissa sekä kellojen osoittimissa. Hackmaniittimateriaalimme pystyy tuottamaan silmin nähtävää valkoista kestoluminesenssia 7 tunnin ajan pimeässä. Spektrometrin avulla loiste voidaan havaita yli 100 tunnin ajan.

Hyviä valkoista kestoluminesenssia tuottavia materiaaleja ei ole tähän asti ollut.

– Kehittämäämme hackmaniittia voidaankin käyttää tavallisissa lampuissa yksikomponenttisena loisteaineena tuottamaan luonnollista valkoista valoa. Lisäetuna hackmaniittilampuissa on, että ne jatkavat loistamistaan vielä sähköjen katkeamisen jälkeenkin, jolloin ne soveltuvat poistumistieopasteiksi, Lastusaari jatkaa.

Hackmaniittimateriaali kestää hyvin vettä ja tutkimusryhmä on osoittanut, että se voidaan havaita vesiliuoksista nanomolaarisissa pitoisuuksissa.

– Olemme myös testanneet materiaalin käyttökelpoisuutta diagnostiikassa: osoitimme, että materiaalin kestoluminesenssia voidaan käyttää esimerkiksi mausteiden autentikoinnissa eli ruoka-aineväärennösten tutkimuksessa. Tämä tehtiin yhteistyössä Kemian laitoksen Detektioteknologian tutkimusryhmän kanssa, Lastusaari kertoo.

Tutkimuksessa selvitettiin myös valon tuoton mekanismia näissä materiaaleissa, mikä tehtiin yhteistyössä Turun yliopiston fysiikan laitoksen, Kemian laitoksen laitekeskuksen ja Elektronimikroskopian laboratorion tutkijoiden kanssa. Lisäksi tärkeää apua saatiin Uppsalan yliopiston Ångström -laboratoriosta sekä São Paulon yliopistosta.

Tutkimusta ovat rahoittaneet Suomen Akatemia, Nordic Energy Research, Turun yliopistosäätiö, Swedish Energy Agency, Knut and Alice Wallenberg Foundation, Brazilian funding agency CNPq ja Turun yliopiston tutkijakoulu UTUGS.

Tutkimus on julkaistu lehdessä Advanced Functional Materials.

 >> Lue artikkeli

Teksti: Mika Lastusaari, Erja Hyytiäinen
Kuvat: Mika Lastusaari

Asiasana:
Tagit:
Julkaistu 24.5.2017 10:45 ,  Päivitetty 24.5.2017 16:46

20014 Turun yliopisto, Finland
Puhelinvaihde: 029 450 5000

Henkilöhaku

Seuraa meitä: 
Facebook   Twitter   Instagram   Youtube   LinkedIn
Opiskelu Tutkimus Palvelut ja yhteistyö Yliopisto Tiedekunnat ja yksiköt Ajankohtaista Lahjoita
© Turun yliopisto