Väitös teknillisen fysiikan alalta, M.Sc. Lotta Gustavsson

Väitöskirjan nimi: Investigations of Ionic Functional Soft Matter

Tohtoriopiskelija: Lotta Gustavsson
Vastaväittäjä: professori Charl Faul, University of Bristol, Iso-Britannia
Kustos: professori Olli Ikkala, Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu, teknillisen fysiikan laitos

Aineiden keskinäiset vuorovaikutukset ovat tärkeässä asemassa uusia materiaaleja kehitettäessä. Tässä väitöskirjassa tutkittiin ionisten molekyylien käyttäytymistä erilaisissa ympäristöissä sekä hyödyntämistä toiminnallisissa materiaaleissa.

Väitöskirjan ensimmäisessä osassa tutkittiin nestekiteitä, jotka muodostuivat aineiden välisten vuorovaikutusten sopivasta tasapainottamisesta. Sopivia aineita yhdistämällä voidaan saada aikaan materiaaleja, jotka ovat enemmän kuin osiensa summa ja joilla voi olla ominaisuuksia, joita ei yksittäisillä aineilla havaita. Tässä työssä valmistettiin yhdistelmänestekidemateriaaleja, joilla todettiin esimerkiksi uusia olomuotoja, liukoisuusominaisuuksia sekä ioninjohtokyky. Tämänkaltaisilla materiaaleilla voisi tulevaisuudessa olla käyttöä muun muassa elektrolyytteinä ja polarisaattoreina.

Väitöskirjan toisessa osassa tutkittiin niin sanottuja älykkäitä materiaaleja, eli materiaaleja, jotka vastaavat tiettyyn ärsykkeeseen. Inspiroituneena makuaistista, kehitimme hydrogeelin, jolla on kyky tunnistaa erilaisia makumolekyylejä - tämä perustui hydrogeelin sekä makumolekyylien välisiin vuorovaikutuksiin. Lisäksi kehitettiin luminesoivia partikkeleita, joilla voidaan tunnistaa ympäristön happamuutta ja joita voidaan käyttää esimerkiksi tiettyjen solurakenteiden kuvantamisessa. Viimeisenä väitöskirjassa tutkittiin pisaroita, jotka voidaan saada kontrolloidusti liikkumaan vasteena sähkökentän voimakkuuteen. Kontrolloidun liikkeen aikaansaaminen ei-elävillä materiaaleilla voisi mahdollistaa tulevaisuudessa muun muassa erilaisia pehmeän robotiikan sekä lääketieteen sovellutuksia.

Avainsanat: surfaktantti, älykkäät materiaalit, molekyylivuorovaikutukset, ionit, nestekide, ioninjohtavuus, sähkökenttä

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/ 

Yhteystiedot:

Perustieteiden korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/52