14.11.2018
Väitös

18.12.2018: Uusi hybridimateriaali seuraavan sukupolven joustaviin kosketusnäyttöihin? (Shao)

Aika:

18.12.2018 12:00 — 16:00


Sijainti: Ylistonrinne , FYS1
Tuore fysiikan väitöskirja tarjoaa tärkeää tietoa nanoelektroniikan ja nanobioteknologian tarpeisiin. Joustavissa, läpinäkyvissä ja sähköä johtavissa ohutkalvoissa (TCF) voitaisiin käyttää uutta ympäristöystävällistä hemiselluloosan ja hiilinanoputkien yhdistelmää. Sitä voitaisiin hyödyntää esimerkiksi seuraavan sukupolven joustavissa kosketusnäytöissä. Lisäksi kimeerisen avidiinin ominaisuuksia voitaisiin käyttää biosensoreissa.

M.Sc Dongkai Shao on tutkinut fysiikan väitöskirjassaan erilaisten makromolekyylien fysikaalista adsorptiota erilaisilla nanomateriaalipinnoilla, kuten hiilinanoputkilla ja grafeenilla. Hän on keskittynyt enimmäkseen kahdenlaisiin makromolekyyleihin: kimeeriseen avidiiniin ja hemiselluloosaan.

Kimeerinen avidiini on yksi avidiinisukuisten aineiden muunnelma. Avidiinia käytetään laajalti bioteknologiassa, koska se sitoo tehokkaasti biotiinia. Hemiselluloosa on puolestaan yksi luonnossa runsaimmin esiintyvistä polymeereistä, ja se on ympäristöystävällistä.

Hiilinanoputket ja hemiselluloosa muodostavat uuden hybridimateriaalin

Kun hiilinanoputkien tunnetusti hyvät mekaaniset ominaisuudet yhdistetään hemiselluloosaan, näin saadusta aineesta voidaan tehdä esimerkiksi joustavaa, läpinäkyvää ja sähköä johtavaa ohutkalvoa (TCF), jota voidaan käyttää seuraavan sukupolven joustavissa kosketusnäytöissä.

- Hiilinanoputkien ja hemiselluloosan yhdistäminen on houkuttavaa, koska saatu hybridimateriaali on vesiliukoista, mutta jollekin pinnalle ohueksi kalvoksi levitettynä sähköä erittäin hyvin johtavaa ja optisesti kohtalaisen läpinäkyvää, Shao selittää.

Pinnanmuoto vaikuttaa  kimeerisen avidiinin ominaisuuksiin

Shao on myös havainnut kimeerisessä avidiinissa erilaisia pinnanmuotoja alustan nanorakenteesta riippuen. Tutkimuksessaan Shao osoittaa vastavuoroisesti  kimeerisen avidiinin pinnanmuodon vaikuttavan merkittävästi aineen ominaisuuksiin. Shao osoitti, miten kimeerisen avidiinin kerrostuman pinnanmuoto kiinteällä pinnalla riippui suurelta osin kyseisen pinnan nanotason ominaisuuksista.

M.Sc. Dongkai Shao puolustaa väitöskirjaansa “Experimental studies on carbon nanotubes and graphene functionalized via physical adsorption with cellulose and avidin” tiistaina 18.12.2018 klo 12:00 luentosalissa FYS1 fysiikan laitoksella. Vastaväittäjänä toimii professori Patrick Wagner (Katholieke Universiteit Leuven, Belgia) ja kustoksena professori Markus Ahlskog (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuus pidetään englanniksi.

Dongkai Shao on suorittanut kandidaatin tutkintonsa materiaalifysiikassa vuonna 2011 (Northeastern University, Kiina) ja maisterin tutkinnon fysiikassa Jyväskylän yliopiston Nanoscience Centerissä vuonna 2013.

Lisätietoja:

Väitöskirja julkaistaan Jyväskylän yliopiston fysiikan laitoksen julkaisusarjassa, No. 13/2018, 199 s., ISBN 978-951-39-7623-1 (painettu versio), ISBN 978-951-39-7624-8 (sähköinen julkaisu). Linkki väitöskirjaan: http://urn.fi/URN:ISBN:978-951-39-7624-8.