11.12. Kehittyneillä nanoteknologian valmistusmenetelmillä vähennetään linssien ja näyttöpäätteiden heijastusta

Joensuun yliopisto - Fysiikka

Birgit Päivänranta

syntynyt 1982, Helsinki
kotikunta Joensuu


ylioppilas, Joutsenon lukio, 2001
Filosofian maisteri, Joensuun yliopisto, 2006

2006-2009 tutkijakoulutettavana Joensuun yliopistossa, Fysiikan ja matematiikan laitoksella
2009 - Post Doc-tutkijana Paul Scherrer instituutissa

Väitösaika ja -paikka
11.12.2009, 12:00, M100, Metria

Väitöskirja
Nanostructured surfaces for photonic and biophotonic applications

Vastaväittäjä
Stefan Sinzinger, Professor
Fakultät für Maschinenbau, Technische Universität Ilmenau
Ilmenau, Germany

Kustos
Markku Kuittinen, Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta


Nanostructured surfaces for photonic and biophotonic applications

Nanorakenteiset pinnat fotoniikan ja biofotoniikan sovelluksissa


Kehittyneillä nanoteknologian valmistusmenetelmillä vähennetään linssien ja näyttöpäätteiden heijastusta

Filosofian maisteri Birgit Päivänranta käsittelee Joensuun yliopistossa tarkastettavassa fysiikan alaan kuuluvassa väitöskirjatyössään nanometriluokan pintarakenteiden soveltamista optisten komponenttien valmistuksessa. Lisäksi väitöskirjassa tarkastellaan fotoniikan komponenttien hyödyntämistä biofotoniikan sovelluksissa.

Väitöskirjan keskeisessä osassa ovat heijastamattomat pinnat. Useissa kulutustuotteissa, kuten esimerkiksi linsseissä ja näyttöpäätteissä käytetään erilaisia ohutkalvoja häiritsevien valonsäteiden ja heijastusten poistamiseksi sekä valon tehohäviöiden vähentämiseksi. Väitöskirjassa tarkastellaan sekä teoreettisesti että kokeellisesti vaihtoehtoista nanorakenteisiin perustuvaa lähestymistapaa pinnalta heijastuvan valon minimointiin. Kehittyneillä nanoteknologian valmistusmenetelmillä tasaisia ja kaarevia lasipintoja kuvioidaan optimoidulla nanorakenteella, jolloin heijastuneen valon määrä näkyvällä aallonpituuskaistalla ja laajoissa katselukulmissa on mahdollisimman pieni, pinnan värintuotto on kontrolloitu ja pinnat ovat lisäksi vettähylkiviä. Esitetyt monitoimipinnat soveltuvat erinomaisesti myös massavalmistukseen.

Biofotoniikkaan ulottuvassa väitöskirjatyössään Päivänranta on tarkastellut nanorakenteisten pintojen soveltuvuutta bakteerien immobilisointiin. Tutkimustulokset osoittavat, että tietyn kokoluokan uurteet mahdollistavat bakteerien lujan tarttumisen pintaan tai bakteerien kontrolloidun järjestäytymisen uurteiden mukaisesti. Tulevaisuudessa tätä havaittua ilmiötä voidaan hyödyntää esimerkiksi biolääketieteessä ja diagnostiikassa.

Väitöskirjassa esitellään myös optisiin nanorakenteisiin perustuva vaihtoehtoinen tapa Raman-signaalin vahvistamiseen. Tällöin nanorakenteella kuvioitujen näytealustojen käyttö mahdollistaa muun muassa entistä pienempien näytemäärien käytön tutkimuksissa. Raman-spektroskopiaa käytetään yleisesti muun muassa terveydenhuollossa ja turvallisuustekniikassa sekä biologisten että ei-biologisten aineiden yksityiskohtaiseen tunnistamiseen. Tutkimuksessa esitettyjä näytealustoja voidaan valmistaa massatuotantomenetelmin, jolloin kertakäyttöisiä komponentteja voidaan helposti valmistaa erityisesti biotieteiden tutkimuksiin, joissa ristikontaminaation välttäminen on ratkaisevan tärkeää.

Optiikka ja erityisesti fotoniikka ovat fysiikan osa-alueita, joissa valon kulkusuuntaa ja käyttäytymistä voidaan monipuolisesti ja hallitusti ohjata muun muassa kuvioimalla haluttuun pintaan valon aallonpituuden suuruusluokan pintarakenteita. Nykypäivänä yhä useammat teknologiasovellukset hyödyntävät kustannukseltaan sekä toiminnaltaan tehokkaita optisia komponentteja, jotka poistavat haitallista heijastusta pinnoilta, kytkevät valon kulkemaan haluttuun suuntaan tai muokkaavat valon polarisaatiota.

Birgit Päivänranta on kirjoittanut ylioppilaaksi Joutsenon lukiosta vuonna 2001 ja hän on valmistunut filosofian maisteriksi Joensuun yliopistosta vuonna 2006. Nykyisin Päivänranta työskentelee post-doc -tutkijana Sveitsissä, Paul Scherrer Instituutissa.

Väittelijän painokelpoinen kuva löytyy osoitteesta: http://www.joensuu.fi/kuvat/painokuvat/2009/paivarantabirgit.jpg

Lisätietoja: Birgit Päivänranta, birgit.paivanranta(at)psi.ch, p. +41 56 310 5807

Väitöskirjan jakelusta huolehtii:
Joensuun Yliopiston kirjasto 

Artikkelin kirjoitusvuosi: 2009

Takaisin tämän vuoden artikkeleihin