סוג חדש של קוואזי-גבישים מוזרים. חדשות הספרייה הטכנית בחינם

חדשות מדע וטכנולוגיה, חידוש באלקטרוניקה
ספריה טכנית בחינם / עדכון חדשות

סוג חדש של קוואזי-גבישים מוזרים

17.01.2019

פיזיקאים וכימאים באוניברסיטת בראון יצרו לראשונה סריג מעין-גביש בהרכבה עצמית, המורכב מנקודות קוונטיות בעלות צורה מוגדרת בהחלט. סריג קוואזי-גבישי דומים כבר תוארו מתמטית וחושב במהלך הדמיות מחשב מורכבות יותר מפעם אחת, אך איש לא הצליח להדגים בעבר את יצירתם, כמו שאומרים, בשידור חי.

אנו מזכירים לקוראים שלנו שגבישים הם מבנים המורכבים ממרכיבים הומוגניים ובעלי סימטריה בקואורדינטה מרחבית אחת או יותר. במילים אחרות, אם ניקח קטע כלשהו של הגביש ונעביר אותו למרחק מסוים לאורך ציר הסימטריה, אז המבנה של הקטע המוזז יתאים לחלוטין למבנה הקטע ה"לא הוסט". לקוואזי-גבישים אין סימטריה כזו, מרכיביהם מסודרים במרחב בצורה מסודרת, אך מבנה קוואזי-גביש אינו חוזר על עצמו.

די קל ליצור את התיאור המתמטי של קוואזי-גבישים, אבל, כפי שחשבו בעבר, יצירת מבני גביש א-מחזוריים במציאות היא בלתי אפשרית. לפני זמן מה, מדענים כבר הבחינו בסימנים לקיומם של קוואזי-גבישים בסגסוגות אלומיניום שעברו תהליך מורכב של סינתזה וטיפול בחום, ועובדה זו הייתה האישור הראשון לאפשרות קיומם. נכון לעכשיו, עובדת קיומם של קוואזי-גבישים נחשבת כבר מוכחת, והם נחשבים לסוג חדש של חומר שימושי.

אז בואו נחזור לחומר שנוצר באוניברסיטת בראון. מעניין שמדענים בתחילה אפילו לא חשבו על קוואזי-גבישים, המשימה שלהם הייתה למצוא שיטות חדשות לבניית מבני מאקרו ממרכיבים בגודל ננו. אחד מסוגי הרכיבים היה נקודה קוונטית פירמידלית, חלקיק טטרהדרלי, בגודל של בערך ננומטר אחד. חישובים ראשוניים הראו שצורה כזו תאפשר "אריזה" בנפח מסוים של חלל מספר גדול יותר של חלקיקים כאלה מאשר חלקיקים בעלי צורה כדורית מסורתית.

לחלקיקים טטרהדרלים הייתה תכונה אחת נוספת, הם התנהגו וקיימו אינטראקציה עם חלקיקים שכנים בדרכים שונות, בהתאם לכיוון המרחבי הנוכחי שלהם. וכתוצאה מכך, לאחר זמן מה, כל החלקיקים הוזמנו באופן ספונטני, ויצרו מבנה מורכב, המכונה סריג-על כמעט שקוף.

מחקרים במיקרוסקופ אלקטרונים של מבנה זה הראו שהחלקיקים יוצרים דפוסים עשרונים, המאוחדים על ידי סימטריה מהסוג שמעולם לא נמצא בגבישים מסורתיים. היוצא מן הכלל היחיד הוא גבולות החומר, שבהם, על מנת למלא בצורה אופטימלית את החלל, החלקיקים משולבים לתבניות עם פחות פינות.

<< חזרה: האוקיינוסים מצילים את הפלנטה שלנו 18.01.2019

>> קדימה: כל החברות הכי שוות בעולם הן מתחום ה-IT 17.01.2019

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

קיומו של כלל אנטרופיה להסתבכות קוונטית הוכח 09.05.2024

מכניקת הקוונטים ממשיכה להדהים אותנו עם התופעות המסתוריות והתגליות הבלתי צפויות שלה. לאחרונה הציגו ברטוס רגולה ממרכז RIKEN למחשוב קוונטי ולודוביקו לאמי מאוניברסיטת אמסטרדם תגלית חדשה הנוגעת להסתבכות קוונטית והקשר שלה לאנטרופיה. להסתבכות קוונטית יש תפקיד חשוב במדע ובטכנולוגיה של מידע קוונטי מודרני. עם זאת, מורכבות המבנה שלו הופכת את ההבנה והניהול שלו למאתגרים. התגלית של רגולוס ולמי מראה שההסתבכות הקוונטית פועלת לפי כלל אנטרופיה דומה לזה של מערכות קלאסיות. תגלית זו פותחת נקודות מבט חדשות בתחום מדע וטכנולוגיה של מידע קוונטי, ומעמיקה את הבנתנו את ההסתבכות הקוונטית והקשר שלה לתרמודינמיקה. תוצאות המחקר מצביעות על אפשרות הפיכה של טרנספורמציות של הסתבכות, מה שיכול לפשט מאוד את השימוש בהן בטכנולוגיות קוונטיות שונות. פתיחת כלל חדש ... >>

מזגן מיני Sony Reon Pocket 5 09.05.2024

הקיץ הוא זמן להירגעות ולנסיעות, אבל לעתים קרובות החום יכול להפוך את הזמן הזה לייסורים בלתי נסבלים. הכירו מוצר חדש מבית סוני - מזגן המיני Reon Pocket 5, המבטיח להפוך את הקיץ לנוח יותר עבור המשתמשים בו. סוני הציגה מכשיר ייחודי - המיני-מרכך Reon Pocket 5, המספק קירור הגוף בימים חמים. בעזרתו, המשתמשים יכולים ליהנות מקרירות בכל זמן ובכל מקום פשוט על ידי לענוד אותו על צווארם. מזגן מיני זה מצויד בהתאמה אוטומטית של מצבי פעולה, כמו גם בחיישני טמפרטורה ולחות. הודות לטכנולוגיות חדשניות, Reon Pocket 5 מתאים את פעולתו בהתאם לפעילות המשתמש ולתנאי הסביבה. משתמשים יכולים להתאים בקלות את הטמפרטורה באמצעות אפליקציה ייעודית לנייד המחוברת באמצעות Bluetooth. בנוסף, זמינים לנוחות חולצות טי ומכנסיים קצרים בעיצוב מיוחד, אליהם ניתן לחבר מזגן מיני. המכשיר יכול הו ... >>

אנרגיה מהחלל עבור ספינת הכוכבים 08.05.2024

ייצור אנרגיה סולארית בחלל הופך לאפשרי יותר עם כניסתן של טכנולוגיות חדשות ופיתוח תוכניות חלל. ראש הסטארט-אפ Virtus Solis שיתף את החזון שלו להשתמש בספינת הכוכבים של SpaceX כדי ליצור תחנות כוח מסלוליות המסוגלות להניע את כדור הארץ. הסטארט-אפ Virtus Solis חשף פרויקט שאפתני ליצירת תחנות כוח מסלוליות באמצעות ספינת הכוכבים של SpaceX. רעיון זה עשוי לשנות באופן משמעותי את תחום הפקת האנרגיה הסולארית, ולהפוך אותו לנגיש וזול יותר. ליבת התוכנית של הסטארט-אפ היא להפחית את עלות שיגור לוויינים לחלל באמצעות Starship. פריצת דרך טכנולוגית זו צפויה להפוך את ייצור אנרגיה סולארית בחלל לתחרותי יותר עם מקורות אנרגיה מסורתיים. Virtual Solis מתכננת לבנות פאנלים פוטו-וולטאיים גדולים במסלול, באמצעות Starship כדי לספק את הציוד הדרוש. עם זאת, אחד האתגרים המרכזיים ... >>

שיטה חדשה ליצירת סוללות חזקות 08.05.2024

עם התפתחות הטכנולוגיה והשימוש המתרחב באלקטרוניקה, נושא יצירת מקורות אנרגיה יעילים ובטוחים הופך להיות דחוף יותר ויותר. חוקרים מאוניברסיטת קווינסלנד חשפו גישה חדשה ליצירת סוללות מבוססות אבץ בעלות הספק גבוה שיכולות לשנות את הנוף של תעשיית האנרגיה. אחת הבעיות העיקריות של סוללות נטענות מסורתיות על בסיס מים הייתה המתח הנמוך שלהן, שהגביל את השימוש בהן במכשירים מודרניים. אבל הודות לשיטה חדשה שפותחה על ידי מדענים, החיסרון הזה התגבר בהצלחה. כחלק מהמחקר שלהם פנו מדענים לתרכובת אורגנית מיוחדת - קטכול. התברר שזהו רכיב חשוב שיכול לשפר את יציבות הסוללה ולהגביר את יעילותה. גישה זו הובילה לעלייה משמעותית במתח של סוללות אבץ-יון, מה שהופך אותן לתחרותיות יותר. לדברי מדענים, לסוללות כאלה יש מספר יתרונות. יש להם ב ... >>

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

מנוע עשוי מולקולות 02.08.2012

הדוקטורנט ניק ווקוטיץ' וצוות החוקרים שלו פרסמו מחקר ב-Nature Chemistry שחולל מהפכה בכימיה המודרנית. מדענים הצליחו להוכיח כי מולקולות הקשורות זו לזו יכולות לבצע עבודה מכנית ישירות בתוך חומרים מוצקים. זה עשוי להפוך לאבן דרך בפיתוח טכנולוגיית המחשוב, שכן ניתן יהיה לשלוט בתכונות האלקטרוניות של חומרים ברמה המולקולרית. בעצם, התופעה פותחת דרך חדשה לפיתוח מכונות מולקולריות: מננו-רובוטים ועד לסוגים חדשים של אלקטרוניקה.

התגלית התגלתה במהלך מחקר של חומר חדש UWDM-1 (University of Windsor Dynamic Material) - חומר אבקתי המכיל מולקולות רוטקסאן וקומפלקס נחושת דו-גרעיני. מולקולות Rotaxane מעוצבות כמו גלגל עם "ציר" מושחל דרכו. אבל הכי חשוב, חימום ה-UWDM-1 גורם לגלגלים המיקרוסקופיים להתחיל להסתובב במהירות סביב הציר שלהם. כשהחומר מתקרר, הם מפסיקים לנוע. כל הפרטים של המנוע הזעיר כל כך קטנים עד שלא ניתן לראותם במיקרוסקופ, כך שהעובדה שהגלגלים מסתובבים אושרה באמצעות ספקטרוסקופיה של תהודה מגנטית.

גילוי זה אומר שניתן לתמרן מולקולות בחומרים גבישיים מוצקים וליצור מהן למתגים מולקולריים במצב מוצק ולמכונות מולקולריות המבוססות על חסימה מכנית של מולקולות.

ראה מלא ארכיון של חדשות מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר