Väittelijä
Filosofian maisteri Ville-Veikko Telkki

Tiedekunta ja laitos
Luonnontieteellinen tiedekunta, fysikaalisten tieteiden laitos
08 553 1011

Oppiaine
Fysiikka

Väitöstilaisuus
10.2.2006 klo 12

Väitöstilaisuuden paikka
Linnanmaa, Raahensali (L10)

Aihe
Xenon Porometry, a Novel Method for Characterization of Porous Materials by Means of 129Xe NMR Spectroscopy of Xenon Gas Dissolved in a Medium

Ksenon-porometria, uusi menetelmä huokoisten materiaalien ominaisuuksien tutkimiseen väliaineeseen liuotetun ksenon-kaasun 129Xe NMR-spektroskopian avulla

Vastaväittäjä
Professori Alexander Pines, Berkeleyn yliopisto, Kalifornia, USA

Kustos
Professori Jukka Jokisaari

Väitöskirja

Uusi menetelmä huokoskokojen määrittämiseen

Huokoiset materiaalit ovat kiinteitä aineita, joiden sisällä on tyhjiä tiloja, huokosia. Niitä käytetään hyvin paljon tieteen ja teknologian parissa muun muassa suodattimina, katalyytteinä, nesteiden säilönnässä ja kromatografiassa. Monissa sovelluksissa on hyvin merkityksellistä tuntea materiaalin ominaisuudet mahdollisimman tarkasti. Eräs tärkeimmistä ominaisuuksista on materiaalin huokosten kokojakauma.

Väitöstutkimuksessa huokoisia materiaaleja tutkittiin huokosten sisälle tunkeutuneiden ksenon-atomien NMR-spektroskopian avulla, koska ksenonin resonanssitaajuus on hyvin herkkä muutoksille atomin ympäristössä. Ksenon-atomien liikettä hidastettiin näytteeseen lisätyn nestemäisen tai kiinteän väliaineen avulla, etteivät atomit ehtisi liikkua huokosesta toiseen NMR-mittauksen aikana. Tällöin yhden atomin NMR-signaalin taajuus riippuu yhden ainoan huokosen ominaisuuksista, ja eri huokosissa olevat atomit tuottavat yhdessä signaalin, jonka taajuuksien jakauma kuvaa huokosen ominaisuuksien jakaumaa.

Tämä ksenon-porometriaksi nimetty uusi menetelmä tarjoaa kolme erilaista tapaa huokoskokojen määrittämiseen sekä yhden tavan huokostilavuuden mittaamiseen. Menetelmä on yksinkertainen ja suoraviivainen, ja se toimii suhteellisen laajalla huokoskokoalueella (nanometreistä mikrometreihin). Sen vuoksi se voisi monissa tapauksissa korvata nykyisin käytössä olevat vaivalloisemmat analyysimenetelmät.