کوی دانش - kooy

شناخت چشم نوازترین رنگ های طبیعت

شناخت چشم نوازترین رنگ های طبیعت
26 شهریور
14:15 1394
دانشمندان در مطالعه ای جدید موفق شدند نشان بدهند که چگونه مواد طبیعی همانند سلولز گیاهی می توانند خود را با پدیده های نوریِ شگفت انگیزی همانند رنگین کمان براق و رنگ هایی که بسته به رطوبت تغییر می کنند، داخل سطوح قرار دهند.

تصویر فوق: لاله ملکه شب، درخششی رنگین کمانی را نشان می دهد که به واسطه مرزهای میکروسکوپی منعکس کننده نور موجود روی گلبرگ های این گیاه ایجاد شده است.

شروع کار از سلولز تاب خورنده

سلولز یکی از مواد ارگانیک است که به وفور در کره زمین یافت می شود و بخش کلیدی دیواره سلولی گیاهان سبز را تشکیل می دهد، فیبرهای سلولزی به صورت لایه لایه مشاهده می شوند. فیبرهایی که در یک لایه واقع شده اند همگی در یک مسیر واحد به موازات هم قرار می گیرند. با این حال، وقتی لایه ای را بالا یا پایین کنید، محور جهت گیری فیبرها تغییر می کند. به عنوان مثال، در ذهن خود تیری را تصور کنید که در امتداد جهت فیبر قرار دارد، حال اگر از وسط لایه های سلولز حرکت کنید، تیر مزبور در مسیری دایره ای تاب می خورد. به الگوی چرخشی یاد شده فاز کلستریک می گویند، زیرا دانشمندان اولین بار موقع بررسی مولکول های کلسترول متوجه این الگو شدند.  

دانشمندان اینگونه می اندیشند که دلیل اصلی تاب خوردن سلولز، فراهم آوردن استحکام است. به گفته الخاندرو رِی، مهندس شیمی در دانشگاه مک گیل در مونترال کانادا "فیبرها در مسیری که در آن قرار گرفته اند مستحکم می شوند. حال وقتی مسیر دچار چرخش می شود، از چند جهت استحکام و سفتی به وجود می آید."

ری و همکارانش البته در درجه اول علاقه ای به خصوصیات مکانیکی سلولز نداشتند. به جای این مسئله، می خواستند بدانند آیا ساختار تاب دار می تواند افکت های بصری چشم نوازی مشابه آنچه در گیاهان رنگین کمانی مثل لاله دیده می شود را تولید کند یا خیر.

به این منظور مدلی محاسباتی برای بررسی رفتار سلولز فاز کلستریک ساخته شد. در این مدل، محور تاب خوردگیِ موازی با سطح سلولز قرار دارد. محققان دریافتند مارپیچ های زیرسطحی به صورت طبیعی موجب چروک خوردن سطح می شود. مرزهایِ ریز ارتفاعات متفاوتی در مقیاس نانو داشته و به فاصله چند میکرون از هم فاصله دارند.

الگوی مرزهای موازی، مشابه الگوی میکروسکوپی روی گلبرگ های  نوعی لاله به نام ملکه شب بود. مرزهای یادشده، نور سفید را به اجزای رنگی متنوع تقسیم بندی کرده و تابش رنگین کمانی خلق می کنند، کل این پروسه انکسار نامیده می شود. مشابه همین افکت را زمانی که نور به شیارهای میکروسکوپی روی سی دی می خورد نیز مشاهده می کنید.

محققان افزون بر این موضوع روی نحوه اثرگذاری مقدار آب موجود در لایه های سلولزی بر خصوصیات اپتیکال نیز تحقیق کردند. آب بیشتر باعث تاب خوردن نه چندان محکم لایه ها شده و در نتیجه لبه ها از هم دورتر شدند. به شدتِ تاب خوردن  مارپیچ های سلولز اصطلاحا درجه گفته می شود. محققان دریافتند سطحی که درجه فضایی آن مختلف باشد (یعنی برخی از نواحی بیشتر از نواحی دیگر آب داشته باشد)، قابلیت رنگین کمانی کمتری داشته و طول موج اولیه طولانی تری را در قیاس با سطوح دارای درجه پایدار از خود منعکس می سازد. تغییر طول موج از حدود 460 نانومتر (نور مرئی آبی) به حدود 520 نانومتر (نور مرئی سبز) می تواند توضیحی باشد بر خصوصیات تغییر رنگی که در گیاهان مشاهده می شود.

استفاده از بینش ها و الهامات برگرفته از طبیعت جهت خلق فناوری های جدید

هرچند اثبات این نکته که سطوح  انکساری موجود در طبیعت به شکل یکسان شکل می گیرد نیازمند تلاش های بیشتر است، اما همین مدل نیز بنیان خوبی برای اکتشاف بیشتر رنگِ ساختاری محسوب می شود. محققان همچنین امیدوارند با بهره گیری از این مدل دست به طراحی ابزارهای اپتیکال جدید بزنند، به عنوان مثال سنسورهایی که با تغییر رنگ خود، تغییر در میزان رطوبت را گوشزد کنند.

به گفته ری: "نتایج بدست آمده حاکی از آنست که نورشناسی (سلولز کلستریک)  نیز به اندازه خصوصیات مکانیکی شگفت آور است." به گفته وی دانشمندان به خاطر خصوصیات تقویت کننده ساختارها، آنها را بیشتر به عنوان زره بیولوژیکی درنظر می گیرند، "مانیز اثبات کردیم زره یاد شده می تواند رنگ های چشم نوازی هم داشته باشد."

کلمات کلیدی

اشتراک

درباره نویسنده

هنگامه خوش خلق

هنگامه خوش خلق

اینجانب فعالیت خود را به عنوان مترجم از سال 88 و با همکاری با انتشارات طاهریان آغاز کردم .و سپس به عنوان کارمند مترجم با شرکت های مختلفی همکاری داشته ام . در این میان لازم به ذکر است که فعالیت های اینجانب علاوه بر ترجمه کتاب (در آخرین مورد نشر آوند دانش)شامل ترجمه مقالات ، همکاری به عنوان مترجم شفاهی در دوره ها و سمینارهای مختلف و کار به عنوان مسئول مکاتبات و مکالمات خارجی شرکت توسعه اطلاعات بوده است .علاوه بر زبان انگلیسی ، آشنایی متوسط با زبان های اسپانیولی و ترکی استانبولی را نیز دارا می باشم .

 

شما اولین نفری باشید که برای این خبر نظر میدهد
تصویر امنیتی



عبارت در تصویر را وارد کنید


مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

مغز انسان برای حس کردن جهان پیرامونی از محاسبات بهره می گیرد

شاید باور این موضوع برای افرادی که همیشه با ریاضیات مشکل داشتند سخت باشد که مغز انسان بدون اینکه خودِ فرد متوجه باشد بصورت دائمی مشغول انجام حجم گسترده ای از انواع محاسبات است و اتفاقاً اینکار را بسیار خوب هم انجام می دهد. شاهد این مدعا از دانشگاه پرینستون رسیده است. در یک مطالعه جدید محققان این دانشگاه نشان دادند که چگونه مغز ما انسانها، تمامی داده های بدست آمده از محیط اطراف را که توسط حواس مختلف جمع آوری شده است ترکیب می کند تا به یک ارزیابی نهایی از وضعیت برسد که به اخذ تصمیم ها و نوع رفتارهای ما منجر می شود. این موضوع به اینجا هم ختم نمی شود و اگر در طی این فرآیند داده های جدیدی وارد شوند، مغز انسان با انعطاف پذیری حیرت انگیزی آنها را در محاسبات خود وارد کرده و حتی نتیجه محاسبات را تغییر می دهد. برای بررسی بیشتر این موضوع با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

کاربرد گرافن به عنوان میکسر فرکانس

یک پروفسور، یک محقق فوق دکترا و یک دانشجوی ارشد بر روی ترامپولین (تشک پرش) پریدند! جمله فوق یک مزاح نیست بلکه آغازی برای توضیح تحقیقات جدید بر روی ماده شگفت انگیز گرافن است. گروهی به سرپرستی روبرتو د آلبا، دانشجوی ارشد فیزیک و Jeevak Parpia پروفسور و رئیس دپارتمان فیزیک، مقاله ای در Nature Nanotechnology راجع به کاربردهای دیگر برای این ماده روان، بسیار قوی و بسیار سبک منتشر کرده اند. در این تحقیق قابلیت استفاده از «تنش گرافن» بعنوان نوعی واسطه بین حالت های ارتعاشی که اجازه انتقال مستقیم انرژی از یک فرکانس به فرکانس دیگر را می دهد، نمایش داده شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

اولین شواهد از همنوع خواری نئاندرتال ها در شمال اروپا

وجود آثار و بقایای نئاندرتال ها در مناطقی که در بالای عرض 50 درجه شمالی قرار داشته باشند بسیار کم است و تا کنون نیز فقط در دو نقطه این شواهد بدست آمده است. یکی در منطقه فلدهافر آلمان و دیگری در اسپای بلژیک. مطالعه جدیدی که توسط دکتر هلن راجیر با همکاری آسیر گومژ اولیوینسا از UPV/EHU انجام گرفت باعث کشف بیشترین تعدادِ بقایای کشف شده از نئاندرتال ها در مناطق شمالی اروپا شد. در این مجموعه 5 تایی، بقایای اسکلتی 4 نوجوان (بالغ) و یک کودک به چشم می خورد که در منطقه Troisième caverne در گویت بلژیک کشف شده اند.

مطالعه متن کامل
تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

تعیین محدودیت های موجود برای ساخت شنل نامرئی

محققانی از دانشگاه تگزاس در آوستین توانستند محدودیتهای اساسی بر سر عملکرد «شنل نامرئی کننده» را تعیین کنند. این شنل یک فناوری است که اجازه نامرئی شدن ویا تشخیص داده نشدن را به جسمِ درونش در برابر امواج رادیویی، امواج مایکروویو، نور مادون قرمز و نور مرئی می دهد. نظریه محققان تاکید می کند که استفاده از شنل برای پنهان کردن شیء درونش در مقابل یک موج خاص قابل انجام است لیکن پنهان کردن آن در برابر یک محیط پرنور (چراغانی) با طول موجهای مختلف بسیار سخت تر می شود که در این حالت تغییر اندازه شیء باعث تغییر فاکتورها و مشکلات بیشتر هم خواهد شد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

در هنگام انقراض دایناسورها، پستانداران نیز تقریباً محو شدند

بیش از نود درصد از انواع گونه های پستانداران در دوره کرتاسه (66 میلیون سال پیش) توسط همان دلایلی که دایناسورها را ازبین برد، از بین رفتند. این میزان بسیار بیشتر از آن بود که پیش از این تصور می شد. مطالعه ای که توسط محققان مرکز میلنر در دانشگاه بَث انجام شد و در نشریه Evolutionary Biology نیز منتشر گردید، مطرح می کند که همه انواع شناخته شده پستانداران که در انتهای دوره کرتاسه در آمریکای شمالی می زیسته اند، از بین رفته اند. نتایج این مطالعه نشان می دهد که این میزان معادل 93 درصد از انواع موجود در این دوره بوده است. این مطالعه همچنین بیان می کند که این انقراض، بسیار سریعتر از آنچه تصور می شد انجام گرفته است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
 مغز چگونه رنگ‌ها را به یاد می‌آورد؟

مغز چگونه رنگ‌ها را به یاد می‌آورد؟

پژوهشی جدید نشان می‌دهد در حالیکه مغز انسان می‌تواند میلیون‌ها رنگ را از هم تشخیص دهد، برخی سایه‌ (تِم) های رنگی خاص را به سختی به یاد می‌آورد.

مطالعه متن کامل
یک موتور جت که تماماً به روش چاپ سه بعدی ساخته شده، توسط شرکت جنرال الکتریک استارت خورد

یک موتور جت که تماماً به روش چاپ سه بعدی ساخته شده، توسط شرکت جنرال الکتریک استارت خورد

تولید مجموعه پیشرفته ای همچون موتور جت به روش چاپ سه بعدی، کاری است بس پیچیده، اما تزریق سوخت و استارت آن، تجربه ای است دیگر که جنرال الکتریک (GE) اخیراً در آن گام نهاده است. این کار با استارت خوردن یک موتور جت ساده که تمام قطعات آن به روش چاپ سه بعدی تولید شده در یک استند تست موتور که معمولاً از آن به منظور تست توربوجت های نیروگاهی استفاده می شود، عملی شد.

مطالعه متن کامل
آزمایش توانایی تخریب در نهنگ عنبر

آزمایش توانایی تخریب در نهنگ عنبر

شکارچیان نهنگ قرن نوزدهم به طمع روغن به شکار نهنگ ها می پرداختند. اما برخی اوقات نهنگ ها با صیادان به نبرد برمی خواستند. به سطح آب آمدن نهنگی از اعماق دریا که در اندیشه انتقام است و هدفش در هم شکستن قایق با استفاده از سر بزرگ خود می باشد، از جمله تصاویر ترسناک و به یادماندنی است که توسط هرمان ملویل در رمان کلاسیک وی به نام "موبی دیک" ترسیم شد و حتی به تازگی در فیلمی به نام "در قلب دریا" (2015) نیز بر پرده سینما به تصویر کشیده شده است. اما آیا واقعاً نهنگ توانایی چنین کاری را دارد؟ آیا نهنگ عنبر به راستی همین موجود مخربیست که صیادانش نقل می کنند؟ به تازگی تیمی از مهندسان تصمیم گرفتند تا ببینند آیا سر غیرعادی و بزرگتر از اندازه نهنگ عنبر این حیوان را صاحب نیروی لازم برای نابودی کشتی صید نهنگ با کوبیدن خود به بدنه آن می کند یا نه؟

مطالعه متن کامل
مشخصات کامل گوشی های Microsoft Lumia 550, 750 850 ارائه شد.

مشخصات کامل گوشی های Microsoft Lumia 550, 750 850 ارائه شد.

تولید سری گوشی های هوشمند لومیا را می توان میراث بزرگ شرکت نوکیا دانست که در سپتامبر 2013 به شرکت مایکروسافت واگذار شد. با وجود سابقه طولانی شرکت نوکیا در این زمینه، مدل با ارزش لومیا در منطقه Redmond تولید می شود. همانطور که منتظر ملاقات با پرچمدار جدید این شرکت بودیم، ساتیا نادلا مشخصات و جزئیات مدل های Lumia 550 ،750 ،850 را ارائه کرد.

مطالعه متن کامل
یک خانه عروسکی در مقیاس 1:6 ساخته شده توسط معمار بریو Architecture Brio

یک خانه عروسکی در مقیاس 1:6 ساخته شده توسط معمار بریو Architecture Brio

این خانه هم یک مدل، هم خانه عروسکی و هم نمونه ای از یک خانه واقعی است که دارای تمام لوازم اصلی و حتی جزئی یک خانه کوچک است. در ساخت این خانه مسکونی مینیاتوری از چوب های درخت توس(غان)، ساج و اقاقیای بنفش استفاده شده است، و از هر چهار سمت قابل دسترسی است. مبلمان با رعایت جزئیات مطابق اصل ساخته شده، حتی کلید های برق. ساختمان بر پایه دو ستون ضربدری که تمام بلندای آن را حمایت می کند ساخته شده است. اتاق ها در اطراف این ستون قرار دارند. از طبقه همکف که گاراژ است تا سقف طوری در نظر گرفته شده اند که صاحب آن بتواند به راحتی بازی کند.

مطالعه متن کامل