Digitoday

Valikko

300 gigatavua muistia tarpeen nanotekniikan läpimurrossa

Julkaistu:

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

      Harjoituksia hallinnut Max Verstappen romutti autonsa – Räikkönen ja Hamilton vaaratilanteessa

    2. 2

      Tältä näytti Alkon kassalla juuri ennen sulkemista juhannusaattona – ”Kyllä niitä melkein joka juhannus tulee”

    3. 3

      Ohikulkija löysi noin 20-vuotiaan miehen kuolleena ojasta Pirkkalassa

    4. 4

      Suviseurojen ruokalista julki – ovatko tässä Suomen halvimmat ”festariruoat”?

    5. 5

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    6. 6

      Aku Hirviniemeltä härski vastaisku Katri Sorsan seksielämäpaljastukseen: ”Paikka, jossa masturboin...”

    7. 7

      Samuel Purola teki huippujuoksun – SE jälleen murskaksi!

    8. 8

      Tunnistatko hukkumisreaktion? Yksi kysymys voi pelastaa hengen

    9. 9

      Kansanedustajien vinkit juhannuksen viettoon ja mahdolliseen krapulaan: ”Sillä lähtee aivan varmasti”

    10. 10

      F1-harjoituksissa melkoinen sirkus – floppikuski ajoi seinään

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    2. 2

      Lapualaisella tehty maailmanennätys rikki: Tarkka-ampuja tappoi Isis-taistelijan 3,5 kilometrin päästä

    3. 3

      Mies kutsui naapurin korjaamaan tietokonetta – naisen painajainen alkoi heti, kun hän astui makuuhuoneeseen

    4. 4

      Courteney Cox, 53, katuu kauneusoperaatioitaan: ulkonäkö muuttui merkittävästi – ystävät järkyttyivät näkemästään

    5. 5

      Nakupöksyt ovat seuraavat hittihousut – pukisitko?

    6. 6

      Prinssi Harrylta riipaiseva muisto prinsessa Dianan hautajaisista: ”Ketään lasta ei saisi pakottaa tekemään niin”

    7. 7

      Samu Haber, TIS-Jonne, Timo Soini vai Danny? Testaa, kuka suomalaismiehistä on kesäheilasi!

    8. 8

      NBA:n varaustilaisuus sai Chicago Bullsin fanit hiiltymään somessa – Markkaselle tylyä tekstiä

    9. 9

      Aku Hirviniemeltä härski vastaisku Katri Sorsan seksielämäpaljastukseen: ”Paikka, jossa masturboin...”

    10. 10

      Tällainen oli Tammisaaressa murhattu nuori nainen – kirjoitti blogissaan avoimesti myös suhteesta epäiltyyn

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Lentoemännän yksinkertainen vessakikka toimii yhtä varmasti myös kotona

    2. 2

      8 naista kertoo, millaiset seksiehdotukset oikeasti toimivat: ”Se on varma keino”

    3. 3

      Kasperi Kapanen toi kanadalaisrakkaansa Suomeen – 18-vuotias Annika käänsi katseita Kuopion rannoilla pepun paljastavissa bikineissä

    4. 4

      Martina Aitolehden kipujen syy selvisi: Lääkäriltä tyly tuomio – ”Kyyneleethän siinä pääsi”

    5. 5

      Entinen miljonääri luopui kaikesta ja muutti hökkeliin autiolle saarelle – 20 vuotta eikä ole katunut päivääkään

    6. 6

      Kotihälytyskeikalla odotti näky, joka riipaisi jopa vanhan sosiaalityöntekijän sydäntä – viranomaiset vetoavat juhannusjuhlijoihin

    7. 7

      Kolmen lapsensa tapon yrityksestä syytetty äiti kirjoitti palon aikana veret seisauttavan Facebook-päivityksen – ”Kukaan ei huomaa...”

    8. 8

      23 asiaa, jotka mullistuvat uudessa alkoholilaissa – kapakoiden aukioloajat, neloskalja kauppoihin...

    9. 9

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    10. 10

      Metsämustikoissa voi piillä vaarallinen loinen – onko syytä huoleen?

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Harjoituksia hallinnut Max Verstappen romutti autonsa – Räikkönen ja Hamilton vaaratilanteessa

    2. 2

      Tältä näytti Alkon kassalla juuri ennen sulkemista juhannusaattona – ”Kyllä niitä melkein joka juhannus tulee”

    3. 3

      Ohikulkija löysi noin 20-vuotiaan miehen kuolleena ojasta Pirkkalassa

    4. 4

      Suviseurojen ruokalista julki – ovatko tässä Suomen halvimmat ”festariruoat”?

    5. 5

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Kesäyö innosti pariskunnan niin villiin seksiin, ettei tuhoilta vältytty – leirintäalueen johtaja kertoo näkymästä, joka ei unohdu

    2. 2

      Lapualaisella tehty maailmanennätys rikki: Tarkka-ampuja tappoi Isis-taistelijan 3,5 kilometrin päästä

    3. 3

      Mies kutsui naapurin korjaamaan tietokonetta – naisen painajainen alkoi heti, kun hän astui makuuhuoneeseen

    4. 4

      Courteney Cox, 53, katuu kauneusoperaatioitaan: ulkonäkö muuttui merkittävästi – ystävät järkyttyivät näkemästään

    5. 5

      Nakupöksyt ovat seuraavat hittihousut – pukisitko?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Lentoemännän yksinkertainen vessakikka toimii yhtä varmasti myös kotona

    2. 2

      8 naista kertoo, millaiset seksiehdotukset oikeasti toimivat: ”Se on varma keino”

    3. 3

      Kasperi Kapanen toi kanadalaisrakkaansa Suomeen – 18-vuotias Annika käänsi katseita Kuopion rannoilla pepun paljastavissa bikineissä

    4. 4

      Martina Aitolehden kipujen syy selvisi: Lääkäriltä tyly tuomio – ”Kyyneleethän siinä pääsi”

    5. 5

      Entinen miljonääri luopui kaikesta ja muutti hökkeliin autiolle saarelle – 20 vuotta eikä ole katunut päivääkään

    6. Näytä lisää