Bugün işe gidip gelirken yer altında dar bir tüpün içine tıkılma talihsizliğini yaşadım. Ama daha kötüsü de olabilirdi: Tek bir boyuta sıkıştırılabilirdim.
Son zamanlarda Ulm Üniversitesi kimya laboratuvarındaki bazı kripton atomlarının başına gelen de budur. Bir ekip, transmisyon elektron mikroskobu (veya TEM) kullanarak soy gazı insan saçının 1/500.000’i çapında bir nanotüp içerisine sıkıştırmayı başardı. Bu kadar dar bir alanda atomlar birbirine sıkışıp birleşememiş ve tek boyutlu bir gaz haline gelmişlerdir. Ekibin araştırması şu şekilde: yayınlanan Amerikan Kimya Derneği’nin dergisinde.
Nottingham Üniversitesi’nden kimyager ve çalışmanın ortak yazarı bir üniversitede çalışan Andrei Khlobystov, “Karbon nanotüpleri atomları hapsetmemize ve onları gerçek zamanlı olarak tek atom seviyesinde doğru bir şekilde konumlandırmamıza ve incelememize olanak tanıyor” dedi. serbest bırakmak. “Kr’nin atom numarası yüksek olduğundan TEM’de gözlemlenmesi hafif elementlere göre daha kolaydır. Bu, Kr atomlarının konumlarını hareketli noktalar olarak izlememize olanak sağladı.”
Atomları tespit etmek gerçekten zor. Küçükler ve bir gazın içinde yaklaşık olarak ses hızında uçuyorlar. Kriptonu görüntülemek için araştırmacıların atomları tuzağa düşürmeleri ve onları çok çok küçük bir test tüpüne yerleştirmeleri gerekiyordu.
Bunu yapmak için kriptonu buckyball’lara hapsettiler; Buckminsterfullerene60 karbon atomundan oluşan futbol topu şeklinde bir molekül. Buckytopları her kripton atomu için bir kafes görevi görüyordu. Araştırmacılar daha sonra kriptonu 2.192 Fahrenheit (1.200 Santigrat) dereceye kadar ısıtarak veya bir elektron ışınıyla ışınlayarak buckyball’lardan serbest bırakabilirler. Her iki yöntem de bucky toplarının kaynaşmasına neden oluyor ve kripton atomlarını bir karbon nanotüp içinde düzgün bir çizgide bırakıyor. Bu çizgiye gelindiğinde, her atom arasındaki tanım ortadan kalktı: onlar tekdüze, tek boyutlu bir gazdı.
Nottingham Üniversitesi Nanoölçek Direktörü Paul Brown, “Bildiğimiz kadarıyla bu, soy gaz atomu zincirlerinin doğrudan görüntülendiği ve katı bir malzemede tek boyutlu bir gazın yaratılmasına yol açan ilk seferdir” dedi. ve Mikro Ölçekli Araştırma Merkezi, sürümde.
Son derece teknik konuşursak, tabii ki tüpteki kripton üç boyutludur, yani çapı son derece dar olsa bile gazın hâlâ bir miktar hacmi vardır. Aynı şekilde var ‘tek boyutlu’ elektron şeritleri Samanyolu galaksisi boyunca uzanıyor. Yine de harika. Atomların nasıl etkileşime girdiğini incelemek, bilim adamlarının maddenin bu kadar sıkışık koşullarda nasıl davrandığını öğrenmesine ve böylece doğayı en uç noktalarında daha iyi anlamalarına yardımcı olabilir.
Daha fazla: Tek Boyutlu Pong Hala Şaşırtıcı Şekilde Zorlu