Väitös: Valolla muokattava grafeenipinta on tulevaisuuden materiaali (Korhonen)
Yhdisteiden valokatkeamisominaisuuksiin voidaan vaikuttaa ympäristön olosuhteilla
Tutkimuksessa käytettiin valokatkeavana suojaryhmänä booridipyrrometeeni (BODIPY) - ryhmää, joka on amiineja suojaava ryhmä, ja grafeeniin kiinnittyvänä ryhmänä eri kokoisia aromaattisia ankkuriryhmiä. Tutkimukset paljastivat, että ankkuriryhmän koko ei vaikuttanut valokatkeamisen ilmenemiseen, mutta hapen läsnäolo liuoksessa vaikutti valokatkeamisreaktion nopeuteen ja muodostuviin hajoamistuotteisiin. Kun liuoksesta poistettiin siihen liuennut happi, valokatkeaminen tapahtui huomattavasti nopeammin ja valokatkeavan suojaryhmän hajoamista pystyttiin kontrolloimaan paremmin.
Valosuojaryhmän poisto mahdollistaa grafeenin selektiivisen muokkaamisen
Kehitettyjä BODIPY-johdannaisia hyödynnettiin grafeenipinnan muokkaamisessa. Aluksi grafeeni pinnoitettiin johdannaisilla, minkä jälkeen pintaa kuvioitiin vihreällä laserilla. Kuvioinnin seurauksena pinnalle muodostui alueita, joissa oli tapahtunut valokatkeaminen ja amiiniryhmien vapautuminen. Kuvioiden muotoa ja kokoa ja valokatkeamisen edistymistä pystyttiin kontrolloimaan muuttamalla käytettyä ankkuriryhmää tai mittausparametrejä kuten säteilytysaikaa tai laserpisteen kokoa.
”Valolla muokattavat pinnat mahdollistavat tulevaisuudessa edistyneempien materiaalien kehittämisen. Tulevaisuudessa tätä menetelmää voidaan mahdollisesti hyödyntää sovelluksissa, joissa materiaalipinnoille tarvitaan tarkoin määriteltyjä, kemiallisesti erilaisia alueita. Esimerkkinä tällaisesta voisi olla esimerkiksi hermosolujen kasvun ohjaus haluttuun suuntaan”, kertoo Korhonen.
FM Elsa Korhosen väitöskirjan ”Photocleavable boron dipyrromethene derivatives for selective functionalization of graphene surface” tarkastustilaisuus pidetään 12.12.2025 klo 12:00 kemian laitosrakennuksen luentosalissa KEM4.
Vastaväittäjänä toimii professori Mauri Kostiainen (Aalto-yliopisto) ja kustoksena Maija Nissinen (Jyväskylän yliopisto). Väitöstilaisuuden kieli on englanti.
Väitöskirja on julkaistu osana Jyväskylän yliopiston JYU Dissertations -sarjaa ja on saatavilla verkossa osoitteessa: https://urn.fi/URN:ISBN:978-952-86-1161-5
Lisätietoja:
Elsa Korhonen
Kemian laitos, Jyväskylän yliopisto
