دانشمندان اولین تصاویر از «شنا کردن» اتم ها در مایع را فاش کردند

دانشمندان اولین تصاویر از «شنا کردن» اتم ها در مایع را فاش کردند

حرکت تک اتم ها در مایع برای اولین بار در دوربین ثبت شده است.

دانشمندان با استفاده از یک ساندویچ از مواد به قدری نازک که به طور موثر دو بعدی هستند، اتم های پلاتین را به دام انداختند و شنا را مشاهده کردند. ‘ در امتداد یک سطح تحت فشارهای مختلف.

 

نتایج به ما کمک می کند تا درک بهتری از نحوه حضور مایع در تغییر رفتار جامدی که با آن در تماس است را تغییر دهیم – که به نوبه خود، پیامدهایی در توسعه مواد جدید دارد. و مواد.

“با توجه به اهمیت صنعتی و علمی گسترده چنین رفتاری، واقعاً تعجب آور است که ما هنوز چقدر باید در مورد اصول رفتار اتم ها روی سطوح در تماس با مایعات بیاموزیم.” سارا هیگ، دانشمند علم مواد از دانشگاه منچستر در بریتانیا توضیح داد.

“یکی از دلایلی که اطلاعات از دست رفته، نبود تکنیک هایی است که بتواند داده های تجربی را برای رابط های جامد-مایع به دست آورد. “

وقتی یک جامد و یک مایع با یکدیگر در تماس هستند، رفتار هر دو ماده در جایی که به هم می رسند تغییر می کند. این فعل و انفعالات برای درک طیف وسیعی از فرآیندها و کاربردها، مانند حمل و نقل مواد در داخل بدن خودمان یا حرکت یون‌ها در داخل باتری‌ها، مهم هستند.

همانطور که محققان خاطرنشان کردند، بسیار دشوار است. جهان را در مقیاس اتمی ببینید میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، که از پرتوی الکترون برای تولید تصویر استفاده می‌کند، یکی از معدود تکنیک‌های موجود است. اتم ها از این طریق مشکل بوده است. کار قبلی در سلول‌های مایع گرافن امیدوارکننده بوده است، اما نتایج متناقضی را به همراه داشته است. علاوه بر این، TEM معمولاً برای اجرا به یک محیط خلاء بالا نیاز دارد. این یک مشکل است زیرا بسیاری از مواد تحت شرایط فشار متفاوت رفتار یکسانی ندارند.

خوشبختانه نوعی از TEM برای عملکرد در محیط‌های مایع و گاز ایجاد شده است، که این همان چیزی است که تیم برای آنها به کار گرفته است. تحقیق.

مرحله بعدی ایجاد مجموعه خاصی از “اسلایدها” میکروسکوپی برای حاوی اتم ها بود. گرافن ماده ایده آلی برای این آزمایشات است، زیرا دو بعدی، قوی، بی اثر و غیر قابل نفوذ است. بر اساس کار قبلی، تیم یک سلول مایع گرافن دوگانه را توسعه داد که قادر به کار با فناوری TEM موجود است.

این سلول با محلول آب نمک کنترل‌شده دقیق حاوی اتم‌های پلاتین پر شده بود، که تیم حرکت آن را مشاهده کرد. روی یک سطح جامد از دی سولفید مولیبدن.

تصاویر بینش های شگفت انگیزی را نشان دادند. به عنوان مثال، اتم‌ها در مایع سریع‌تر از خارج از آن حرکت می‌کنند و مکان‌های مختلفی را روی سطح جامد برای استراحت انتخاب می‌کنند.

 

علاوه بر این، نتایج در داخل و خارج از خلاء وجود دارد. محفظه متفاوت بود و نشان می‌دهد که تغییرات در فشار محیط می‌تواند بر نحوه رفتار اتم‌ها تأثیر بگذارد. علاوه بر این، نتایج آزمایش‌های به‌دست‌آمده در محفظه‌های خلاء لزوماً نشان‌دهنده آن رفتار در دنیای واقعی نخواهد بود.

“در کارمان نشان می‌دهیم که اگر رفتار اتمی در خلاء مطالعه شود اطلاعات گمراه‌کننده‌ای ارائه می‌شود. به‌جای استفاده از سلول‌های مایع خود، مهندس مواد، نیک کلارک از دانشگاه منچستر، گفت.

“این یک دستاورد مهم است و فقط شروع است – ما در حال حاضر هستیم. به دنبال استفاده از این تکنیک برای حمایت از توسعه مواد برای پردازش شیمیایی پایدار، مورد نیاز برای دستیابی به جاه‌طلبی‌های صفر خالص در جهان است.”

موادی که تیم مطالعه کرد مربوط به تولید هیدروژن سبز است، اما هر دو تکنیک آن‌ها محققان گفتند و نتایجی که آنها به دست آوردند پیامدهای بسیار گسترده تری دارند.

این مقاله در طبیعت.

 

برچسب‌ها:

نظرات کاربران

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.