Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Jak rozłożyć cząsteczkę wody?

Recommended Posts

Nanotechnologia i nanomateriały to z pewnością jedne z najpopularniejszych haseł w nauce XXI wieku. Najczęściej i najwięcej mówi się o węglowych nanorurkach, które obiecują przełom w wielu dziedzinach technologii. Ale operowanie w nanoskali to także inne materiały i technologie. Chociażby kontrolowanie pojedynczej molekuły... wody i kontrolowanie wyników jej dysocjacji w cienkich błonach.

Osiągnięciem takim mogą się pochwalić pracownicy RIKEN - czołowego japońskiego instytutu naukowo-technologicznego. Przy pomocy mikroskopu tunelowego udało im się selektywnie kontrolować dysocjację molekuły wody w cienkiej błonie tlenku magnezu (MgO) o grubości zaledwie kilku atomów (ilustracja 1). W bardzo niskiej temperaturze mikroskop tunelowy pozwolił im wstrzykiwać tunelowane elektrony do molekuł wody na powierzchni błony (ilustracja 2) oraz wybierać jeden ze sposobów dysocjacji. Poprzez wzbudzanie wibracji molekuły do odpowiednio wysokiego stanu wywoływano dysocjację do grupy hydroksylowej (H + OH) (ilustracja 3a i 3b), zaś poprzez wzbudzanie wysokiego stanu elektrycznego wywoływano dysocjację do tlenu atomowego (O) (ilustracja 3c i 3d).

Taka kontrola nad dysocjacją molekuł wody i wpływ na różne jej przebiegi, choć brzmi bardzo abstrakcyjnie, stwarza wyjątkowe praktyczne możliwości budowy nowych rodzajów katalizatorów. Szczególnie mocno oczekiwane są katalizatory pozwalające na łatwiejsze i tańsze wytwarzanie wodoru, potencjalnego źródła energii czystej ekologicznie. Zrozumienie dynamiki zachowania molekuł wody pozwoli być może na konstruowanie bardziej zaawansowanych i skomplikowanych katalizatorów na błonach z tlenków metali - te bowiem ujawniają coraz więcej ciekawych i użytecznych właściwości podczas badań w nanoskali.

Share this post


Link to post
Share on other sites

I to jest dopiero odkrycie! To jest wręcz przerażające, bo przybliża nas do łamania w skali "mikro" podstawowych praw fizyki i chemii ???

Share this post


Link to post
Share on other sites
I to jest dopiero odkrycie! To jest wręcz przerażające, bo przybliża nas do łamania w skali "mikro" podstawowych praw fizyki i chemii[/size]

Tylko że atomowy tlen zamienił nanorurkę węglową w co2 i tak się zakończył eksperyment ( ale wszystko można uznać za sukces , jeśli sukces jest potrzebny).

 

 

Mikrowłókna azbestu są rakotwórcze .

Share this post


Link to post
Share on other sites

Masz na to z CO2 jakiś konkretny dowód, czy tradycyjnie już rzucasz fakty z sufitu? Węglowa nanorurka jest strukturą wybitnie niereaktywną.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Przecież znasz waldiego nie od dziś, żeby sobie samemu odpowiedzieć na to pytanie. Jakoś nikt nigdy nie doczekał się konkretów w jego wypowiedziach, po prostu trol sieje swój smród gdzie popadnie...

Share this post


Link to post
Share on other sites

Tyle, że w takiej skali istnieją jeszcze choćby takie problemy, jak choćby zawada przestrzenna - pomyślałes o tym? I powtarzam pytanie: czy masz konkretny dowód na to, że powstaje tam CO2?

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Herself to rzeźba w formie sukienki, którą należy uznać za pierwszy na świecie element garderoby oczyszczający powietrze.
      Jak by nie patrzeć, choć powstała z betonowej mieszanki w spreju, prototypowa suknia jest bardzo piękna. Stanowi efekt kilkuletniej współpracy Uniwersytetów w Sheffield i Ulsterze, a także Londyńskiego College'u Mody. Jak napisano na witrynie projektu Catalytic Clothing, w swoim pobliżu Herself absorbuje zanieczyszczenia z powietrza. Na razie nie wiadomo, jak suknia działa. Amy Dusto z serwisu Discovery News podejrzewa jednak, że na podobnej zasadzie jak przezroczysty beton włoskiej firmy Italcementi, który stanowi połączenie cementu, żywic, żwiru i piasku. Materiał ten zadebiutował we włoskim pawilonie na zeszłorocznym Expo w Szanghaju. Przyjazny środowisku budynek, w którym go użyto, przypominał olbrzymi lampion, widać było bowiem prześwitujące przez niego światło. Niedawno wynalazek pojawił się też w Europie. W jego przypadku światło stanowi katalizator, przyspieszający zachodzenie reakcji między tlenkiem tytanu(IV) a zanieczyszczeniami powietrza. Zgodnie z doniesieniami, w ten sposób udaje się obniżyć stężenie tlenku węgla i tlenku azotu(IV) aż o 65%.
      Pomysłodawcy i wykonawcy sukni mają nadzieję, że w przyszłości 40 kobiet ubranych w Herself (lub ludzi w podobnie działającej odzieży) w minutę oczyści 2 metry sześcienne powietrza. Stanie się tak pod warunkiem, że skupią się na metrze kwadratowym podłoża. Mało wykonalne, chyba że weźmie się pod uwagę rekordy liczby osób, które zmieszczą się naraz np. w małym fiacie. Pozostaje mieć nadzieję, że naukowcy szybko ulepszą swoją technologię...
      Pod wskazanym adresem można obejrzeć zdjęcia sukni oraz zapisane na tablicy opinie o niej, wyrażane przez zwiedzających wystawę.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Model antymaterii, w tym jej anihilacji ze „zwykłą" materią wydawał się prosty i zrozumiały, przecież samą antymaterię wytwarza się już rutynowo. Tak było do czasu eksperymentów, jakie w genewskim CERNie przeprowadził międzynarodowy zespół uczonych z Danii, Węgier, Wielkiej Brytanii i Japonii bombardując cząsteczkowy wodór wolnymi antyprotonami.
      Odmienność doświadczenia polegała na bombardowaniu nie pojedynczych atomów, lecz cząsteczek, na początek wybrano najprostsze: wodór, a dokładniej gazowy deuter (ciężki izotop wodoru z neutronem w jądrze). Za pociski posłużyły antyprotony, które spowolniono do jednej setnej prędkości światła. Ujemnie naładowane antyprotony nie przyciągają również posiadających ujemny ładunek elektronów, a niewielka prędkość pozwala na pominięcie skomplikowanych poprawek relatywistycznych.
      Eksperyment, którym kierował Japończyk z instytutu RIKEN, Yasunori Yamazaki, wykazał, że prawdopodobieństwo jonizacji cząsteczek deuteru zależy liniowo od prędkości antyprotonów, co stoi w sprzeczności z oczekiwaniami i dotychczasowym modelem dla atomowego wodoru. Nie jest znany mechanizm tego zachowania. Poszukując teoretycznego wyjaśnienia członkowie zespołu spekulują, że cząsteczkowy cel posiada mechanizm hamujący jonizację - podczas zbliżania się antyprotonu do protonu w jednym jądrze cząsteczki obecność protonu w drugim jądrze powoduje przemieszczenie orbitującej chmury elektronów. Im wolniejszy antyproton, tym więcej czasu pozostaje cząsteczce na dopasowanie się, stąd mniejsze prawdopodobieństwo jonizacji.
      To wielka niespodzianka, to zmienia nasze rozumienie dynamiki kolizji atomowych, która okazuje się, nawet na poziomie jakościowym, jeszcze w powijakach - mówi Yamazaki. Najbliższe eksperymenty mają sprawdzić, czy prawdopodobieństwo jonizacji zależy od odległości od celu oraz położenia w momencie kolizji.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Alergie pokarmowe to zmora znacznej części populacji. Te poważniejsze, jeśli nie są rozpoznane i leczone, mogą prowadzić nawet do wyniszczenia organizmu i śmierci. Niektóre, jak alergia na orzeszki ziemne, są wyjątkowo zdradliwe, wystarczy bowiem śladowa ilość, by zagrozić poważnym wstrząsem anafilaktycznym. Jednak nawet te drobne obniżają jakość życia, trudno bowiem dociec, że ciągłe dolegliwości są wywoływane przez nietolerowane przez nasz organizm cytrusy, czy herbatę.
      Problem w tym, że z pożywieniem dostarczamy organizmowi niezliczoną ilość różnorodnych substancji, zarówno nieodzownych i pożytecznych, jak i neutralnych albo szkodliwych. Wraz z jedzeniem wchłaniamy bakterie i wirusy. Nasz system odpornościowy musi się w tym „rozeznać", pozostawić w spokoju to, co dobre, a zlikwidować zagrożenia. Niestety, często się przy tym myli, powodując przy tym właśnie choroby autoimmunologiczne.
      Szansa na zrozumienie i ręczne opanowanie błędnej pracy naszego systemu immunologicznego pojawia się dzięki pracy japońskich biologów molekularnych z RIKEN, którym udało się rozgryźć sposób, w jaki nasz organizm decyduje, które elementy pożywienia się dobre, a które należy „zaatakować".
      Domniemywano wcześniej dwie zasady, które mogły kierować systemem obronnym: zmniejszanie ilości efektorowych limfocytów T, lub hamowanie ich aktywności przez limfocyty T regulatorowe. Japońscy naukowcy odkryli, że kluczową rolę w przełączaniu aktywności odgrywają dendrytyczne komórki prezentujące antygen (antigen presenting cell - APC), a dokładniej dwie konkretne proteiny obecne na ich powierzchni.
      Właśnie te dwie proteiny wywołują aktywność limfocytów efektorowych T, podczas kiedy APC oznaczają obce substancje dostarczane z pożywieniem, wraz ze współpobudzającymi białkami rodziny B7, które regulują odpowiedź immunologiczną. Dla podjęcia akcji systemu odpornościowego potrzebne są zarówno jedne, jak i drugie.
      Katsuaki Sato i jego współpracownicy z RIKEN Research Center for Allergy and Immunology w Jokohamie przeprowadzili eksperymenty na myszach z niedoborem współpobudzających protein B7. Jak się okazało, ich niedostatek wzmacnia reakcję odpornościową. Białka B7 pobudzają bowiem wytwarzanie raczej limfocytów regulatorowych, niż efektorowych, sprzyjając w ten sposób tolerancji pokarmowej. Jednak obecność stanu zapalnego ich działanie zostaje wyhamowane.
      To przełomowe odkrycie, choć zarazem dopiero początek badań nad dokładnym poznaniem funkcjonowania naszego systemu odpornościowego. Japoński zespół, wraz z naukowcami ze Stanów Zjednoczonych i Francji planuje kontynuować badania laboratoryjne, na ich końcu bowiem może pojawić się nadzieja dla cierpiących alergików.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chemicy z Instytutu Koloidów i Interfejsów Maxa Plancka wynaleźli technologię, która pozwala na niemal kompletne przekształcenie naturalnej matrycy – użyłkowania liścia – w magnetyczny cementyt (węglik żelaza). By się to udało, potraktowali liść octanem żelaza, azotem i ciepłem.
      Jak zapewniają twórcy, metodę można wykorzystać do odtworzenia w węglikach metali wszystkich zawierających węgiel struktur. Naturalne formy są bardzo użyteczne z kilku względów. Po pierwsze, zazwyczaj wykazują wysoką stabilność mechaniczną. Po drugie, w związku z dużymi powierzchniami, wspaniale nadają się na wzorce pod katalizatory czy elektrody. Badacze z Poczdamu zainteresowali się właśnie węglikiem metalu, ponieważ ma właściwości magnetyczne, przewodzi prąd i wykazuje dużą wytrzymałość na wysokie temperatury i naprężenia. Ze względu na stabilność materiałowi niezwykle trudno było nadać konkretną formę, ale Niemcy znaleźli na to sposób.
      Zaczęli od zanurzenia ożyłkowania liścia kauczukowca w roztworze octanu żelaza. Później osuszyli je powietrzem ogrzanym do temperatury 40 stopni Celsjusza. Na końcu przyszła kolej na azot i kolejne ogrzanie, tym razem do temperatury 700 stopni Celsjusza. Strukturę odtworzono co do najmniejszego szczegółu – chwali się przeprowadzająca eksperyment Zoe Schnepp.
      Potraktowany gorącem octan żelaza z unerwienia liścia przekształca się w cementyt, który ulega następnie zredukowaniu przez węgiel z nerwacji do węglika żelaza. Użyłkowanie stanowi zarówno formę, jak i dostarcza węgiel do przebiegu reakcji. W rezultacie przekształciliśmy organiczną strukturę w jednym kroku. To odróżnia naszą metodę od innych technik, które także wykorzystują biologiczne formy do uzyskania struktur nieorganicznych. Naukowcy od jakiegoś czasu pozyskują tlenki metali, wychodząc od naturalnych materiałów, np. liści. Jednemu zespołowi udało się już wygenerować węglik krzemu [karborund] ze wstępnie przetworzonych materiałów naturalnych. My rozwinęliśmy ten proces.
      Aby sprawdzić, czy liść uległ całkowitemu przekształceniu w węglik żelaza, badacze umieścili go w ogniwie elektrolitycznym jako anodę. Na użyłkowaniu gromadził się tlen, a na katodzie wodór. Eksperyment potwierdził, że większość liścia przekształciła się w węglik żelaza. Poza tym zawiera on niewielką domieszkę węgla. Za pomocą magnesu trwałego Niemcy wykazali też, że unerwienie uzyskało właściwości magnetyczne węglika żelaza.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Po raz pierwszy udało się bezpośrednio zobrazować skyrmiony, bardzo rzadki rodzaj momentu magnetycznego. Osiągnięcie jest dziełem zespołu z japońskiego Instytutu Zaawansowanej Nauki RIKEN, pracującego pod kierunkiem Yoshinoriego Tokury.
      W tradycyjnych ferromagnesach momenty magnetyczne poszczególnych atomów układają się równolegle do siebie, w tym samym kierunku.
      Jednak w niektórych magnesach oddziaływanie pomiędzy elektronami powoduje, że powstaje skyrmion czyli podobne do wiru ułożenie momentów magnetycznych. Współczesna fizyka do końca nie wie, czym są skyrmiony. Są one zwykle utożsamiane z barionami lub szerzej z solitonami.
      Japończycy wykorzystali elektronowy mikroskop transmisyjny (TEM), który pozwala na obrazowanie struktur magnetycznych w wysokich rozdzielczościach. Dotychczas sądzono, że w ten sposób nie uda się zobrazować skyrmionów, gdyż do ich ujrzenia konieczne jest przyłożenie zewnętrznego pola magnetycznego. A to, jak uważano, zakłóci obraz. Uczeni z RIKEN zauważyli jednak, że zakłócenia nie występują, jeśli zewnętrzne pole zostaje przyłożone prostopadle do soczewek mikroskopu.
      Naukowcy zaobserwowali ułożenie skyrmionów, byli też w stanie oglądać pojedynczy skyrmion i stwierdzić, że są one stabilne. To z kolei umożliwi manipulowanie skyrmionami, co może w przyszłości pozwolić na zbudowanie nowego rodzaju pamięci magnetycznych czy urządzeń elektronicznych.
      Na razie jednak są to tylko rozważania dotyczące dalekiej przyszłości. Obecnie skrymiony można obserwować w temperaturze około 40 kelwinów (ok. -233 C).
      W przyszłości będziemy musieli nie tylko znaleźć materiały, w których skyrmiony są stabilne w temperaturze pokojowej, ale również nauczyć się manipulowania ich ruchem za pomocą zjawisk elektromagnetycznych - stwierdził Tokura.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...