Digitoday

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.
MAINOS (TEKSTI JATKUU ALLA)
MAINOS PÄÄTTYY

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

      Muistatko tosi-tv-tähti Supermarjon? Marjo Niittyviita kertoo nyt, miksi hän katosi yllättäen julkisuudesta

    2. 2

      Etelä-Suomeen jysähtää jopa kymmenen senttiä lunta – meteorologi: Sade alkaa torstaiyönä, ajokeli surkea

    3. 3

      Vanhempi konstaapeli ikuisti kauniin näyn Lapissa – ”Mikä salaisuus paljastuukaan ilmasta käsin!”

    4. 4

      Poliisi teki kuolinvuoteellaan yllättävän tunnustuksen – verinen rikosmysteeri voi ratketa yli 30 vuoden jälkeen Belgiassa

    5. 5

      Pelasimme peliä, josta internet puhuu – se on pelottava, koska se voi olla pian totta

    6. 6

      Timon vaimolla todettiin aggressiivinen keuhkosyöpä: ”Mari niin toivoi, että näkisi kevään”

    7. 7

      Trumpin pois potkiman FBI-johtajan mystinen Twitter-tili paljastui – villit veikkaukset alkoivat välittömästi

    8. 8

      ”Ari” on kuin ilmetty menestyvä ura­tykki – oikeasti perä­kamarin poika elää eläkeläis­vanhempiensa rahoilla

    9. 9

      Riita dopingtestauksesta repii suomalaisia kehonrakennuspiirejä – ”Älähdetään siitä, ettei saada enää käyttää dopingia vapaasti”

    10. 10

      Tällainen oli Mika Myllylän ja perheen viimeinen juhannus vain pari viikkoa ennen suru-uutista

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Maria Veitola laukoo suorat sanat Tomi Metsäkedon Tähdet, tähdet -potkuista – ”Hänellä on selkeä ongelma”

    2. 2

      Verorahoilla jonojen ohi leikkaukseen jo nyt? Näin Laura Räty ohjaa jo täyttä vauhtia lääkäreitä lähettämään potilaansa yksityiselle puolelle hoitoon

    3. 3

      ”Ari” on kuin ilmetty menestyvä ura­tykki – oikeasti perä­kamarin poika elää eläkeläis­vanhempiensa rahoilla

    4. 4

      Harvinainen haastattelu uutuuskirjassa: Mika Myllylän tytär kertoi rehellisesti äitinsä koettelemuksista – ”Sellaista julmuutta en pysty ymmärtämään”

    5. 5

      Jouni Hynynen koki hurjan muodonmuutoksen – ajoi päänsä kaljuksi: tunnistaisitko rokkaria?

    6. 6

      Mika Salo julkaisi harvinaisen videon F1-tuomarien huoneesta – tämä sinetöi Verstappenin kohtalon Räikköstä vastaan

    7. 7

      Heidi Selin suunnitteli supertähdille vaatteita – sitten elämä Yhdysvalloissa romahti hetkessä

    8. 8

      Max Verstappenilta kova syytös F1-tuomarille: ”Siellä on se yksi idiootti”

    9. 9

      Räikkösen ja Verstappenin kohutilanteesta iso meteli – nyt puhuu F1-kisatuomari Mika Salo: ”Ei ollut mitään epäilystä”

    10. 10

      Mies antoi 14-vuotiaalle kannabista ja harrasti tämän kanssa seksiä – ei tuomiota seksuaalisesta hyväksikäytöstä

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Työttömät kieltäytyivät työstä aina samalla selityksellä – teollisuuspohatan vastaveto saikin hakijan leuan loksahtamaan

    2. 2

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    3. 3

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    4. 4

      Thaimaalaista Marisaa vietiin, kun Pattayan baarikadulla asteli vastaan suomalainen Mauri: ”Olen onnen nainen, kun sain hyvän miehen”

    5. 5

      Maria Veitola laukoo suorat sanat Tomi Metsäkedon Tähdet, tähdet -potkuista – ”Hänellä on selkeä ongelma”

    6. 6

      Tutut liikennemerkit muuttuvat sukupuolineutraaleiksi – katso kuvat!

    7. 7

      Näin päättyi Napakymppi-parin Ikaalisten matka – piikki auki, Ville jätti taksit maksamatta: ”Odotin, milloin pääsen pois”

    8. 8

      Lahdesta löytynyt vainaja edelleen tunnistamatta – poliisi julkaisi poikkeuksellisesti kuvan ruumiista

    9. 9

      Nuoren Emman netti-ihastus olikin kaljuuntuva, 53-vuotias kauppias – sen jälkeen tapahtui jotain käsittämätöntä

    10. 10

      Kova väite K-Supermarketin kalatiskin kikasta ja takahuoneen tapahtumista – 22-vuotias Miss Tampere kertoo olevansa yksi kauppiaan uhreista

    11. Näytä lisää
    Näitä luetaan!
    1. 1

      Muistatko tosi-tv-tähti Supermarjon? Marjo Niittyviita kertoo nyt, miksi hän katosi yllättäen julkisuudesta

    2. 2

      Etelä-Suomeen jysähtää jopa kymmenen senttiä lunta – meteorologi: Sade alkaa torstaiyönä, ajokeli surkea

    3. 3

      Vanhempi konstaapeli ikuisti kauniin näyn Lapissa – ”Mikä salaisuus paljastuukaan ilmasta käsin!”

    4. 4

      Poliisi teki kuolinvuoteellaan yllättävän tunnustuksen – verinen rikosmysteeri voi ratketa yli 30 vuoden jälkeen Belgiassa

    5. 5

      Pelasimme peliä, josta internet puhuu – se on pelottava, koska se voi olla pian totta

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Maria Veitola laukoo suorat sanat Tomi Metsäkedon Tähdet, tähdet -potkuista – ”Hänellä on selkeä ongelma”

    2. 2

      Verorahoilla jonojen ohi leikkaukseen jo nyt? Näin Laura Räty ohjaa jo täyttä vauhtia lääkäreitä lähettämään potilaansa yksityiselle puolelle hoitoon

    3. 3

      ”Ari” on kuin ilmetty menestyvä ura­tykki – oikeasti perä­kamarin poika elää eläkeläis­vanhempiensa rahoilla

    4. 4

      Harvinainen haastattelu uutuuskirjassa: Mika Myllylän tytär kertoi rehellisesti äitinsä koettelemuksista – ”Sellaista julmuutta en pysty ymmärtämään”

    5. 5

      Jouni Hynynen koki hurjan muodonmuutoksen – ajoi päänsä kaljuksi: tunnistaisitko rokkaria?

    6. Näytä lisää
    1. 1

      Työttömät kieltäytyivät työstä aina samalla selityksellä – teollisuuspohatan vastaveto saikin hakijan leuan loksahtamaan

    2. 2

      Dopingtuomion saaneen Therese Johaugin ulkoinen olemus on jotain aivan muuta kuin kaksi kuukautta sitten – katso kuvat

    3. 3

      Leivinuunin ”lisälaite” yllätti pariskunnan – tunnelmallinen lauantai-ilta meni pilalle

    4. 4

      Thaimaalaista Marisaa vietiin, kun Pattayan baarikadulla asteli vastaan suomalainen Mauri: ”Olen onnen nainen, kun sain hyvän miehen”

    5. 5

      Maria Veitola laukoo suorat sanat Tomi Metsäkedon Tähdet, tähdet -potkuista – ”Hänellä on selkeä ongelma”

    6. Näytä lisää