کوی دانش - kooy

خیزش پرتو اشعه ایکس

خیزش پرتو اشعه ایکس
05 مهر
09:15 1394
دانشمندان برای سر درآوردن از یک سیستم بایستی آنرا در سخت ترین شرایط ممکن قرار بدهند. منظور از این امر در ژئوشیمی آنست که بایستی موادمعدنی در شرایط سخت قرار داده شده و سپس نحوه تعامل آنها با هم مشاهده شود. این کار را به چند شیوه می توان انجام داد، اما غالبا راهبرد مورد استفاده یکی است، به این ترتیب که باید ابزارهای لازم برای مشاهده واکنش ها با جزئیات بیشتر توسعه داده شده و سپس واکنش موادمعدنی به هنگام بی ثبات شدن محیطشان مشاهده شود.

 

تصویر فوق: تیمی از فیزیکدانان و ژئوشیمی دانان در آرگون و  لابراتوار ملی اوک ریج نشان دادند که به جای مشاهده صرف واکنش های سطحی مواد معدنی، می توان از اشعه های ایکس برای خلق شرایطی که «واکنش ها تحت این شرایط اتفاق می افتند» استفاده کرده و همزمان دست به مشاهده آنها زد. 

میکروسکوپ بازتاب سطحی اشعه X، میکروسکوپ سطحی جدیدی که در لابراتوار ملی آرگون وزارت انرژی آمریکا توسعه داده شده منجر به گشایشی در این عرصه شده است. محققان با استفاده از پرتوهای فوتونیِ قدرتمندِ تولید شده توسط منبع فوتونِ پیشرفتهِ تاسیسات کاربریDOE User Facility  که در آرگون واقع است، نشان دادند می توان دست به کنترل زیست محیط شیمیایی زده و جزئیاتی در حد نانومقیاس را فراهم ساخت و درعین حال به صورت همزمان دست به تصوربرداری از کالسیت معدنی هنگامی که تحت سخت ترین شرایط قرار دارد بپردازند.

 به گفته پل فنتر، مدیر گروهInterfacial Processes  از آرگون و نویسنده همکار مطالعه مزبور که در ژورنال Science  منتشر شده است: "روی کره زمین زیست محیط های طبیعی بسیار صعبی وجود دارد. اگر بتوانیم نحوه واکنش مواد معدنی را در سخت ترین شرایط زیست محیطی دریابیم، می توانیم با اعتماد و اطمینان بیشتری به شناخت واکنش هایی بپردازیم که در شرایط متعادل تر رخ می دهند."

میکروسکوپ سطحی و تکنیک هایی که از آن نشات گرفته اند حاصل همکاری موفقیت آمیزی است که به واسطه توافقنامه Partnership User Proposal تحقق یافته است. طبق این توافقنامه نوامان لاآنیت (دانشجوی فوق دکتری سابق در آرگون) وقت خود را صرف کار بر روی خط پرتو نموده و به ازای فراهم بودن امکان استفاده برای همه کاربران، دست به کار توسعه ابزار (میکروسکوپ) شد. 

با در اختیار داشتن این ابزار تیمی از فیزیکدانان و ژئوشمیست ها در آرگون و لابراتوار ملی  اوک ریج نشان داده اند که به جای مشاهده منفعلانه واکنش های سطحی مواد معدنی می توان از اشعه های ایکس برای خلق شرایطی استفاده کرد که واکنش ها همزمان با مشاهده شدن خود اتفاق بیفتند.

 معمولا محققان برای مطالعه موادمعدنی، نحوه رشد و انحلال آنها را با اندازه گیری مقدار و سرعت حل شدنشان تحت محلولی سیال مطالعه می نمایند. اما در این روش اطلاعاتی درباره شیوه حل شدن ماده به دست نمی آید. افزون بر این، اثرگذاری محلول سیال  بر ماده به هنگام اندازه گیری شدن آن ماده توسط دانشمندان چالش های خاصی را پیش روی قرار می دهد.  

تجزیه به منظور ترکیب

 جهان طبیعت توازن ظریفی دارد که حاصل حرکت مواد مغذی و سموم از میان مسیرهای آبی آن است. موادمعدنی همانند کلسیت در واکنش به تغییراتی که در ترکیب آب رخ می دهد، رشد کرده و حل می شوند، ترکیبات موجود در آب به واسطه سطح اسیدیته آن (pH) مشخص می شود. یکی از ویژگی های کلیدی این آزمایش استفاده از اشعه های ایکس به منظور  خارج ساختن کلسیت از تعادل و همزمان مشاهده نحوه حل شدن آن است.

به گفته نوامان لاآنیت نویسنده اول مقاله و دانشجوی حاضر در لابراتوار ملی اوک ریج "چنین واکنش هایی برای ما آشناست و مشابه آنهایی هستند که نحوه حل شدن کلسیت را در اقیانوس ها در واکنش به سطوح بالای دی اکسید کربن کنترل می نماید. مطالعات ما نشاندهنده آنست که اگر کنترل دقیقی بر روی پروب اشعه و مدلسازی مناسبی از تعاملات پرتو (با نمونه در اختیار) داشته باشیم، آنگاه می توان مطالب زیادی را آموخت که در غیر اینصورت دسترسی به آنها غیرممکن می بود." محققان برای دیدن اتفاقی که هنگام بی ثبات شدن برای کلسیت می افتد از تکنیکی به نام میکروسکوپ رابط بازتاب اشعه ایکس (XRIM)  در Advanced Photon Source استفاده کردند. 

 اشعه های ایکس متمرکزشده با نفوذ از میان محلول آب و منعکس شدن از سطح کالسیت همانند آینه، سطح اسیدیته آب را تغییر دادند، و زنجیره ای از واکنش ها را باعث شدند که سطحpH  را کاهش داده و موجب حل شدن کالسیت شد. حفره های ریز مشابه آنهایی که در تجربیات قبلی مشاهده شده بود، در اشکال ساده گرد و چهارگوش پدیدار شدند. نرخ شکل گیری و رشد حفره ها نشان داد پرتو اشعه ایکس در حقیقت همانطور که پیش بینی شده بود شیمی محلی را کنترل می کرده است. اما آنچه دانشمندان نتوانسته بودند پیش بینی کنند بعدا اتفاق افتاد.

به موازات بی ثبات تر شدن محیط برای کالسیت که توسط اشعه ایکس رخ داد، محققان از دیدن به هم ریختگی حفره های درحال حل شدن و شکل گیری اشکال بی نظمی همانند افشانه های جوهری متعجب شدند، پدیدار شدن این اشکال بدان معناست که برخی از بخش ها سریع تر از بخش های دیگر حل می شوند. اشکال بی نظم مورد نظر که به عنوان واکنش بی ثباتی مقابل شناخته می شوند قبلا به صورت زنده مشاهده نشده بودند.

فنتر می گوید: "مطالعات خوبی در مورد کالسیت صورت گرفته است و به همین خاطر شناخت مناسبی از نحوه رشد و حل شدن آن تحت شرایط مختلف داریم. همین که موفق شدیم نوع جدیدی از حل شدن را ببینیم در نوع خود بسیار جالب است، زیرا نشان می دهد که باز هم چیزهای بیشتری برای یادگیری در این عرصه وجود دارد."

 نتایج تحقیق مزبور در مقاله ای با عنوان "دینامیک واکنش بی ثباتی مقابل اشعه ایکس محور در رابط کلسیت آب" در ژورنال Science منتشر شده است. سرپرستی تحقیق یادشده را گروه Interfacial Processes در بخش مهندسی و علوم شیمیایی آرگون به عهده داشته اند. از دیگر نویسندگان همکار این مقاله می توان به سانگ سو لی، نیل سی. استورچیو، اریکا بی . آر .کالاگان و ژان ژانگ APS اشاره کرد.  

 

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


محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

محققان راهی برای خودترمیمی کامپوزیتها در دمای بسیار پایین یافتند

دانشمندان روشی را توسعه داده اند که توسط آن موادی که عموماً در صنایع هوایی و ماهواره ها استفاده می شوند می توانند به خودترمیمیِ شکستها و خش های خود در دمای زیر انجماد بپردازند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

راه حلی مؤثر و کم هزینه برای ذخیره انرژی خورشیدی

چگونه می توان انرژی خورشیدی را برای استفاده در زمانی که تابش خورشید وجود ندارد ذخیره کرد؟ یک راه حل تبدیل انرژی خورشیدی به هیدروژن توسط الکترولیز آب است. این ایده به این صورت است که از الکتریسیته ای که توسط انرژی خورشیدی (پنلهای خورشیدی) بدست می آید برای تجزیه ملوکولهای آب به اکسیژن و هیدروژن استفاده شود. سپس هیدروژن خالص را می توان بعنوان منبع انرژی الکتریسیته ویا یک منبع سوختی استفاده کرد. اما دقیقاً همینجاست که موضوع پیچیده می شود. حتی با وجود فناوری های مختلفِ تولید هیدروژن و نتایج نوید بخش آزمایشگاهی، هنوز این روش بسیار ناپایدار و گران است و صرفاً برای استفاده های بزرگ تجاری دارای صرفه است. حال، رویکرد جدیدی توسط محققانِ سوئیسی عرضه شده است. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه باشید...

مطالعه متن کامل
تولید سوخت از دی اکسید کربن

تولید سوخت از دی اکسید کربن

در مطالعه ای جدید که توسط دپارتمان انرژی آرگونه از لابراتوار ملی آمریکا و دانشگاه ایلینویز در شیکاگو انجام شد، محققان موفق به یافتن راهی شدند تا با کمک نور آفتاب، دی اکسید کربن را به یک منبع قابل استفاده انرژی تبدیل کنند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

قهوه جوشی با قابلیت کشت قارچ

اگر از زمره عاشقان قهوه هستید و در عین حال قارچ هم از چاشنی های همیشگی غذاهای شماست احتمالاً از همین الان تصمیم قطعی برای خرید این دستگاه را خواهید گرفت. این دستگاه جالب توسط آدریان پرز طراح بارسایی طراحی و تولید شده است. دستگاه های قهوه جوش صرفاً دو دهم درصد از قهوه را تبدیل به نوشیدنی می کنند و مابقی بصورت تفاله دور ریخته می شود. گرچه استفاده از تفاله قهوه بعنوان بستری برای پرورش قارچ موضوع جدیدی نیست ولی در پشت دستگاهی که در ادامه بررسی می کنیم تفکر خلاقانه ای وجود دارد. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پیشرفت تکنولوژی پهپادها

پهپادها بزودی قادر خواهند بود همانند یک پرنده ویا یک حشره بالدار تصاویر محیط را دریافت کرده، پردازش نمایند و بدون نیاز به دخالت نیروی انسانی، رادار وحتی هدایت GPS ماهواره ای راه خود را بیابند. برای بررسی بیشتر با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل
افزایش وزن در خردسالی و تأثیرات آن بر مغز در بزرگسالی

افزایش وزن در خردسالی و تأثیرات آن بر مغز در بزرگسالی

تفکر و تحقیقات جدید نشان می دهد که وزن جنین و مراحل رشد در طول مدت خردسالی، می تواند بر حس شنوائی و بینایی-حافظه، در سنین بالا تأثیر گذار باشد.

مطالعه متن کامل
همه شهرها می توانند از این زیرگذر عابرپیاده خلاقانه در آمستردام الهام بگیرند

همه شهرها می توانند از این زیرگذر عابرپیاده خلاقانه در آمستردام الهام بگیرند

متاسفانه بیشتر زیرگذرهای عابرپیاده به عنوان فضاهایی نامطلوب و حتی بدتر از آن ترسناک و حتی خطرناک به هنگام شب شناخته می شوند. اما لزوما اینگونه نیست. یک نمونه چشم نواز از زیرگذر عابر پیاده را باید زیرگذر Cuyperspassage مخصوص دوچرخه سواری و عبور عابران پیاده دانست که از زیر ایستگاه مرکزی آمستردام رد می شود و توسط معمار هلندی به نام بنتم کروول طراحی شده و به تازگی کار ساخت آن به اتمام رسیده است.

مطالعه متن کامل
جاگوار F-pace در فرانکفورت رونمایی می شود

جاگوار F-pace در فرانکفورت رونمایی می شود

جاگوار تولید کننده اتومبیل های اسپورت و سدان های لوکس است، اما قرار است این شرکت در نمایشگاه اتومبیل فرانکفورت در سپتامبر آینده مرزهای کاملا جدیدی را در نوردد. این امر با معرفی F-pace تحقق می یابد. F-pace اولین دورگه جاگوار و ورژن تولیدیِ کانسپت C-X17 است که در عکس ملاحظه می کنید.

مطالعه متن کامل
گازهای عجیب در سطح مریخ سبب شگفتی دانشمندان شده است.

گازهای عجیب در سطح مریخ سبب شگفتی دانشمندان شده است.

یک واقعه عجیب در سطح مریخ به وقوع پیوسته است. منجمان آماتور توده عظیمی از گازهای در حالِ فوران در سطح سیاره سرخ کشف کردند که سبب شگفتی دانشمندان شده است.

مطالعه متن کامل
فناوری تصویربرداری از کل بدن، بدون برقراری تماس با پوست، جریان خون را دنبال می‌کند.

فناوری تصویربرداری از کل بدن، بدون برقراری تماس با پوست، جریان خون را دنبال می‌کند.

خواه از گوشی پزشکی استفاده شود خواه دستگاه را به دقت روی انگشتان قرار دهند، رویکردهای فعلی برای تحت نظر قرار دادنِ جریان خون معمولاً به خوانش‌های یک نقطه از بدن متکی هستند. پژوهشگران، فناوریِ جدیدی را ایجاد کرده‌اند که جزئیات بیشتری را در اختیار پزشک قرار می‌دهد. این فناوریِ تصویربرداری، جریان خون را در تمام بدن دنبال می‌کند و نیازی ندارد که با پوست فرد تماسی برقرار کند. این فناوری، ابزاری ارائه می‌دهد که می‌تواند مفید بودنِ آن را در درمان همه‌ی افراد از بیماران دچار سوختگی‌های شدید تا افراد مسن اثبات کند.

مطالعه متن کامل