Materiaalitutkimuksen atomitason tomografia (MOTTO)

Modernissa materiaalitutkimuksessa ja eri alojen teknologian kehityksessä on lisääntyvä tarve kyetä analysoimaan tutkittavien näytteiden kemiallista koostumusta ja rakennetta yhä tarkemmin. Yhteiskunnan teknologinen kehitys on pitkälti riippuvainen materiaaliteknologiassa tapahtuvista kehityksestä, joka mahdollistaa olemassa olevien materiaalien ominaisuuksien hallitun muokkauksen sekä täysin uusien materiaalien valmistamisen. Myös ilmastonmuutoksen torjunta, hiilineutraalisuustavoitteiden saavuttaminen ja vihreän siirtymän toteutuminen tulevat edellyttämään merkittäviä materiaalitieteellisiä läpimurtoja liittyen mm. akkuteknologiaan, vetytalouteen, hiilineutraaliin teräksen tuotantoon, kiertotalouteen ja fossiilittoman energian tuotantoon.

MOTTO-hankkeen tarkoituksena on luoda Oulun yliopiston Materiaalianalyysikeskukseen (MAKE) APT-laitteistoon (Atom Probe Tomography) perustuva tutkimusympäristö sekä tarvittava kyvykkyys materiaalinäytteiden APT-mittausten aloittamiseksi. Lisäksi hankkeessa kehitetään APT-mittauksiin liittyvää osaamista palvelemaan yliopiston tutkimusryhmien sekä yritysten analyysitarpeita.

APT ominaisuuksiltaan ainulaatuinen massaspektrometri kiinteiden materiaalien alkuainekoostumuksen tarkkaan tutkimukseen. Laitteella voidaan havaita kaikki alkuaineet vedystä uraaniin erittäin pieninä pitoisuuksina, ja mittausdatasta voidaan laatia kolmiulotteisia alkuainejakaumakarttoja tutkittavasta näytteestä lähes yksittäisen atomin erotuskyvyllä. Tämä mahdollistaa materiaalien todellisen rakenteen määrittämisen hyvin suurella tarkkuudella, mikä avaa täysin uusia mahdollisuuksia eri alojen materiaalitutkijoille.

APT on yleiskäyttöinen tutkimuslaite ja sitä voidaan hyödyntää monipuolisesti eri tieteenalojen perus- ja soveltavassa tutkimuksessa. Laitteen suunniteltu käyttö Oulun yliopistossa on laajaa ja se tulee kattamaan myös monia ilmasto muutoksen torjunnan ja vihreän siirtymän kannalta olennaisia tutkimusalueita.