ev eşya depolama eşya depolama

Ana Sayfa / Teknoloji / Araştırmacılar kristalleri hizalayan ve birbirine yapışmalarını sağlayan güçleri ölçüyorlar

Araştırmacılar kristalleri hizalayan ve birbirine yapışmalarını sağlayan güçleri ölçüyorlar

Araştırmacılar, ilk defa küçük kristalleri bir araya getiren kuvveti ölçmüş ve döndürme ve hizalamayı görselleştirmişlerdir. Van der Waals güçleri olarak adlandırılan bu cazibe, kristallerin kendiliğinden nasıl bir araya getirildiğine, kayaçlardan kabuklara, kemiklere, doğada geniş bir yelpazede ortaya çıkan bir olaya ilişkin anlayışlar sağlar.

İki mıknatıs birbirine doğru çekilirken, minik kristaller birbirlerine bükülür, hizalanır ve çarparlar, fakat tamamen farklı bir kuvvetten dolayı. İlk kez, araştırmacılar onları bir araya getiren gücü ölçmüş ve döndürme ve hizalama biçimlerini görselleştirmişlerdir.

Van der Waals güçleri olarak adlandırılan bu cazibe, kristallerin kendiliğinden nasıl bir araya getirildiğine, kayaçlardan kabuklara, kemiklere, doğada geniş bir yelpazede ortaya çıkan bir olaya ilişkin anlayışlar sağlar.

“Bu tür ölçümlerden birisi, Lego tuğlaları gibi belirli şekillerde parçacıkların parçacıklarla birleştiği 3-boyutlu bir montaj modeli oluşturabilmeleri için kışkırtıcı” dedi Enerji Bakanlığı Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuvarı’ndan kimyager Kevin Rosso . “Kristaller doğadaki her yerde en çok olanıdır ve bu çalışma bize yeni malzemeler tasarlarken bu güçlerden yararlanmamıza yardımcı olacaktır.”

Füzyon kuvveti

Kristaller çeşitli doğal ve sentetik malzemelerdeki destekleyici yapıları oluştururlar. Daha büyük kristaller daha küçük kristallerden oluşabilir. Genellikle küp gibi şekillendirilmiş olsa da, kristaller birkaç farklı yüzü vardır, bunların bazıları birbirleriyle uyumludur ve diğerleri de pek uyumludur. Eşleşen kenarlar düzgün şekilde yönlendirildiğinde, kristaller sorunsuz kaynaşabilir, büyür ve büyür.

Ancak kristalleri ilk etapta kaynaşacak kadar yakınlaştıran şey nedir ve kendi kendine hizalanabilir mi? Yıllar boyunca pek çok güç türü ima edildi, ancak doğru olanları daraltma araçları mevcut değildi.

Şimdi, PNNL, EMSL, Çevresel Moleküler Bilimler Laboratuvarı, PNNL’deki DOE Bürosu Ofisi ve Pittsburgh Üniversitesi’ndeki Rosso ve ekipleri, ETEM olarak adlandırılan bir çevresel transmisyon elektron mikroskopunu nanokristal kuvvetle birleştirerek yeni bir yaklaşım geliştirdi. Bilim adamlarının kristalleri izlemelerine olanak tanıyan sondalar hayat tarzında etkileşime girer. PNNL doktora sonrası kimyager Xin Zhang ve EMSL kullanıcısı Yang He, Ph.D. Pittsburgh Üniversitesi’nden öğrenci, titanyum oksit kristallerinin nasıl çiftleştiğini incelemek için EMSL içindeki kaynakları kullandı.

Deneylerini anlamak için, iki mıknatıs tutup birbirlerine doğru ilerlediklerini hayal edin. Çekici güç onları birbirinden ayırmak için kullandığınız çabayı aşmak için o kadar yakınlarsa birlikte atlayacaklardır. PNNL ekibi bunu yaptı, ancak çok daha küçük bir ölçekte ve manyetizma olmayan bir kuvvetle.

Küçük bir atlama

Ekip, görmeyi bekledikleri zayıf güçleri bastırmayacak çok küçük kristaller kullanmak zorunda kaldı. Titanyum oksit kristalleri, kuvveti ölçen bir aletin iki tarafına yüzlerce ila bin kat daha incedir (saçlarına bağlı olarak). Ekip daha sonra kristalleri birbirine doğru hareket ettirdi, ikisi birbirine yapışana kadar aralarında birkaç açıdan büküldü.

Ekip ayrıca kristalleri parçaladı ve ne kadar kuvvet aldığını da ölçtü. Bu ölçümler, araştırmacıların kuvveti ayrıntılı bir şekilde karakterize etmesine izin verdi. Bu boyuttaki nesneler için çalışan birkaç farklı kuvvet vardır ve ilave analizler sonucunda ekip, van der Waals adı verilen kuvvetler kendi kendine hizalanmaya neden olan güçlerdir.

Ve bir bükülme

Buna ek olarak, 1970’lerde yapılan van der Waals kuvvetlerinin teorik olarak tahmin edildiği bir şekilde, konuşma biçiminde bir isme yüz vermek istediler. Teori, bilim insanlarına, birbirlerine göre bükülmüş olan kristaller arasındaki torku hesaplamalarına izin verdiler (aralarına bir açıyla baget çekmek için bir baget koparmak düşünün).

Ekip aynı zamanda sabit bir mesafede bulunan iki kristalin arasındaki kuvveti ölçtü ancak birbirlerinden zıt yönde büküldü. Birlikte yazar olan hesaplamalı fizikçi Maria Sushko, verileri teorinin yaptığı tahminlerle karşılaştırdı ve teorinin durduğunu gösterdi.

Rosso, “Kuvveti, kristallerin birbirlerine göre nasıl döndürüleceğine, rotasyonel olarak buna bağımlı olduğumuza bağlı ilk ölçüt ve kanıt bu” dedi. “Bunlar rotasyonel olarak bağımlıysa, bu, bu gücün, sıvı ortamda birlikte bulunan serbest kristallerin hizalanmasına, örneğin başarılı yapışma oranının arttırılmasına katkıda bulunacağı anlamına gelir.”

Buna ek olarak, bağlantıyı ispatlamak, deniz kabuklarında bulunan kalsiyum karbonat gibi farklı malzemelerden yapılmış kristaller için bu çekici kuvvetlerin belirlenmesinin daha kolay olacağı anlamına gelir. Bilim adamları, tüm deneyleri tekrar yapmak yerine sayıları bir denkleme takarak bu kuvvetleri belirleyebilecekler.

Kaynak:

DOE / Pasifik Kuzeybatı Ulusal Laboratuarı

Hakkında Harun Güneri

1986 yılında Gaziantep'te doğan Harun Güneri, Gaziantep üniversitesi Bilgisayar Programcılığı bölümünden mezun olmuştur. Gaziantep doğumlu olan Harun Güneri, hayatına yine doğduğu ve üniversite eğitimini tamamladığı Gaziantep’te devam etmektedir. Kendi kurduğu bilgisayar şirketi olan Harun Güneri, Özellikle "Teknoloji" alanında profesyonel bir bakış açısıyla makaleler yazmakta ve okuyucularımızın hizmetine sunmaktadır. Mail: harunguneri@antep.org - Adres : Karataş Mah. 400 Nolu Cad. No:41/B Şahinbey/Gaziantep - Tel : +90 546 214 18 84

Bu habere de bakabilirisiniz

Yağ türleri: İyi ve kötü

Yağ besindir. Normal vücut fonksiyonu için çok önemlidir ve yoksa yaşayamadık. Sadece yağ bize enerji sağlamaz, aynı ...

Bir Cevap Yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir