Kultapartikkelien rakenne ratkaistu
Kultapartikkelien avulla voidaan ehkä tuhota syöpäsoluja.
Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen professorin Hannu Häkkisen johtama tutkimusryhmä julkaisi kultananopartikkelien rakennetta koskevan tutkimuksen arvostetussa amerikkalaisessa luonnontieteen alan lehdessä Proceedings of the National Academy of Sciences.Kultapartikkelien rakenne on pysynyt tutkijoilta salassa yli kymmenen vuotta. Nyt julkaistu tutkimus auttaa ymmärtämään partikkelien stabiilisuutta, atomirakennetta sekä elektronisia, kemiallisia ja optisia ominaisuuksia.
– Henkilökohtainen unelmani täyttyi, kun kultapartikkelien rakenteen määrittelyssä tehtiin kokeellinen läpimurto viime vuonna Stanfordin yliopistossa. Rakenne muistutti tutkimusryhmämme jo aikaisemmin julkaisemaa ennustetta. Uusimmassa tutkimuksessamme pystyimme ymmärtämään, miksi luonto tekee juuri tällaisia partikkeleja, kertoo Häkkinen.
Kooltaan partikkelit ovat 1–3 millimetrin miljoonasosaa, ja koska ne käyttäytyvät monessa mielessä kuten jättikokoiset atomit, kutsutaan niitä superatomeiksi.
Tutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää lääketieteessä, biomolekyylien tutkimuksessa ja nanoelektroniikassa. Kultapartikkelien avulla voidaan muun muassa mahdollisesti tuhota syöpäsoluja. Partikkelit kiinnittyvät syöpäsoluihin bioyhteensopivan päällysmolekyylikerroksen vuoksi. Laserin avulla partikkeleja voidaan kuumentaa niin voimakkaasti, että syöpäsolut kuolevat. Partikkeleja voidaan käyttää myös merkkiaineena kuvattaessa biomolekyylejä elektronimikroskoopilla. Nanoelektroniikka voi puolestaan käyttää kultapartikkeleja sähköisten piirien komponentteina.
– Tutkimuksemme ei olisi ollut mahdollinen ilman laajoja suurteholaskentaresursseja Suomen, Saksan ja Ruotsin kansallisissa tietokonekeskuksissa. Tutkimukseen käytettiin paljon laskenta-aikaa, mutta panostus kannatti. Uskon, että kultananopartikkelien stabiilisuutta selittävä teoreettinen mallimme tulee osoittautumaan erittäin hyödylliseksi usealla tutkimusalalla, Häkkinen toteaa.
Tutkimukseen osallistui Häkkisen tutkimusryhmän lisäksi tutkijoita Stanfordin yliopistosta, Chalmersin teknillisestä korkeakoulusta Göteborgista ja Georgian teknillisestä instituutista Atlantasta. Tutkimusta ovat Suomessa tukeneet Suomen Akatemia, Tieteen tietotekniikan keskus ja DEISA, Distributed European Infrastructure for Supercomputing Applications.
