Mika Reivinen kehitti väitöskirjassaan uuden laskentamenetelmän tasapainossa olevien kiteiden muodon määrittämiseksi. Tutkimukseen liittyvät kysymykset nousivat esiin matalien lämpötilojen fysiikasta: millaisen muodon alustallaan oleva kide saa, kun tunnetaan kiteen rajapinnan suunnasta riippuva pintajännitys? Mikä on kidettä ympäröivässä nesteessä vaikuttavan hydrostaattisen paineen vaikutus muotoon?
– Kiteen rajapinnan muotoa on perinteisesti voitu selittää osittain aineen kemiallisten ominaisuuksien perusteella, mutta tässä työssä muodon määrittämistä on käsitelty puhtaasti mekaniikan keinoin. Kiteen rajapinnan muotoon vaikuttavat muun muassa paine-ero kiteen ja ympäröivän nesteen rajapinnassa, pintajännitys ja suuntariippuvaisen pintajännityksen edellyttämä momenttijakauma, Reivinen kertoo.
Työssä sovellettiin virtuaalisen työn periaatetta, jota käytetään yleisesti numeeristen menetelmien perustana. Lähestymistapa on tavanomainen ratkaistaessa mekaniikan probleemoja, mutta uusi matalien lämpötilojen fysiikassa.
– Ratkaisu on myös yleiskäyttöinen, sillä se ei aseta rajoituksia kiteen tai alustan muodolle, ja sallii myös painovoiman vaikutuksen huomioon ottamisen, Mika Reivinen sanoo.
Pintajännityksen suuntariippuvuudesta saattaa seurata tasomaisten pinnanosien muodostuminen kiteeseen, joiden havaitseminen oli tutkimuksen keskeisenä tavoitteena.
– Tutkimustuloksilla on mahdollisesti sovelluskohteita myös muilla aloilla, joissa tutkittavan kappaleen muoto vaikuttaa sen ominaisuuksiin, kuten esimerkiksi nanofysiikan alalla, Reivinen kertoo.
Tekniikan lisensiaatti Mika Reivisen mekaniikan alaan kuuluva väitöskirja Equilibrium Crystal Shapes by Virtual Work tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston rakennetun ympäristön tiedekunnassa perjantaina 17.12.2021 kello 12 Rakennustalon salissa RG202 Korkeakoulunkatu 5, Tampere. Vastaväittäjänä toimii professori Anders Eriksson Tukholman teknillisestä korkeakoulusta (KTH). Kustoksena toimii professori Reijo Kouhia rakennetun ympäristön tiedekunnasta.
Väitöstilaisuuteen voi osallistua etäyhteydellä.
Väitöskirjaan voi tutustua osoitteessa: http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-03-2195-6
Uusimman koronalinjauksen mukaan kaikkien yliopistoyhteisön ulkopuolisten tulee esittää väitöstilaisuuteen saapuessaan koronapassi ja henkilöllisyystodistus. Yliopiston henkilökunnan on esitettävä henkilökortti ja opiskelijoiden opiskelijakortti.
Lisätietoja