کوی دانش - kooy

"راهروی آینه های" نانو، موجب ترکیب مولکول ها با نور می شود

"راهروی آینه های" نانو، موجب ترکیب مولکول ها با نور می شود
26 خرداد
12:30 1395
محققان توانستند با موفقیت از حالت های کوانتومی استفاده کرده و دست به ترکیب یک مولکول با نور در درجه حرارت اتاق بزنند. نتایج این تحقیق منتهی به اکتشاف یک سری تکنولوژی های کوانتومی شده و شیوه های جدیدی را برای دستکاری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ماده در اختیار می نهد

تصویر فوق: ترکیب نور با مولکول های رنگ که در شکاف های طلایی گیر افتادند.

وقتی مولکولی یک بارقه نوری را منتشر می کند، به هیچ روی انتظار بازگشتش را ندارد. با این حال محققان هم اکنون توانسته اند مولکول های منفرد را در یک حفره اپتیکالِ بسیار ریز جای بدهند که فوتون ها یا ذرات نور را منتشر می سازد و این ذرات قبل از آنکه مولکول را به واقع ترک کنند، به آن بازمی گردند. انرژی بین نور و مولکول در نوسان بوده و جلو و عقب می رود که این امر منتهی به ترکیب کاملی از نور و مولکول می شود. 
تلاش های سابق برای ترکیب مولکول  ها با نور کار مشکلی بود و صرفاً در درجه حرارت های بسیار پایین امکان پذیر بود اما محققانی که هدایتشان را دانشگاه کمبریج به عهده داشت روشی را برای تولید این مولکول ها در درجه حرارت اتاق ابداع کردند. 
تعاملات غیرعادی مولکول ها با  نور، روش های جدیدی را برای دستکاری خصوصیات فیزیکی و شیمیایی ماده در اختیار می گذارد و می شود از آن برای پردازش اطلاعات کوانتومی، کمک به شناخت روندهای پیچیده جاری در فوتوسنتز یا حتی دستکاری پیوند شیمیایی بین اتم ها استفاده کرد. نتایج این مطالعه در ژورنال نیچر منتشر شد. 
برای بهره گیری از مولکول های منفرد به این ترتیب، محققان می بایست حفره هایی را درست می کردند که صرفاً یک نانومتر یا یک میلیاردم متر عرض داشته باشد تا نور در آن ها به دام بیفتد. بر این اساس آنها از شکاف ریزی بین نانوذره طلایی و آینه استفاده کرده و مولکول رنگی را درون این حفره قرار دادند. 
به گفته پرفسور جرمی بامبرگ از مرکز نانوفوتونیکس در لابراتوار کاوندیش کمبریج که کار هدایت تحقیق را به عهده داشته است: "روش مورد استفاده شبیه یک راهروی پر از آینه برای مولکول می ماند و صرفاً یک صد هزارم برابر نازک تر از موی انسان است."
مولکول های رنگی به منظور دست یافتن به ترکیب نور-مولکول بایستی به صورت صحیح در شکاف ریزی قرار می گرفتند. روهیت چیکارادی نویسنده ارشد مطالعه می گوید: "مولکول ها به صورت مسطح روی طلا قرار می گیرند و برانگیختنشان برای آنکه مستقیم بایستند واقعا کار مشکلی بود."
تیم محققان برای حل این مشکل با تیمی از شیمی دانان کمبریج به هدایت پرفسور اورن شرمان همکاری کردند تا رنگ ها را در قفس  های مولکولی بشکه مانند خالی که cucurbiturils نام دارند کپسوله نمایند، این قفس ها می توانند مولکول های رنگ را در موقعیت ایستاده دلخواه حفظ نمایند. 
مولکول ها در صورتی که به شکل صحیح چیده شوند، انشعاب های طیف را به دو وضعیت کوانتومی جداگانه پراکنده می سازند که نشانه خاص این نوع "ترکیب" می باشد. چنین فاصله گذاری که در رنگ مشاهده می شود با فوتون هایی که کمتر از یک تریلیاردم ثانیه طول می کشد تا به مولکول بازگردند، همخوانی دارد.
از پیشرفت های کلیدی، نشان دادن ترکیب قدرتمند نور و ماده بود که برای مولکول های منفرد، حتی با جذب گسترده  نور در فلز و در درجه حرارت بالا، امکان داشت. چیکاردی می گوید: "پیدا کردن امضاهای تک مولکولی ماه ها طول کشید و حاصل جمع آوری داده می باشد."
 محققان همچنین توانستند گام هایی را در فاصله گذاری رنگی  حالت ها مشاهده کنند که با موجود بودن یک، دو یا سه مولکول در شکاف همخوانی داشت.

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
ساعتهای هوشمندی که می‌توانند حمله‌های ناگهانی مانند صرع را پیش‌بینی و میزان استرس شما را تجزیه و تحلیل کنند.

ساعتهای هوشمندی که می‌توانند حمله‌های ناگهانی مانند صرع را پیش‌بینی و میزان استرس شما را تجزیه و تحلیل کنند.

گرچه بسیاری از این ساعتهای هوشمند، بیهوده به نظر می‌رسند، وسایل پوشیدنی زیادی هستند که می‌توانند زندگی ما را نجات دهند. پروژه جدید بنیاد سرمایه گذاری Indiegogo که نتیجه سالها آزمایش است، سرانجام با ساخت وسیله‌ای باریک، سبک و جذاب به نام Embrance، ارائه شد. Embrace یک ساعت مچی هوشمند است که سطح استرس را تجزیه و تحلیل، میزان فعالیت را ردیابی و در نهایت حمله‌های ناگهانی مانند صرع را پیش‌بینی می کند.

مطالعه متن کامل
راکت موستانگ سفارشی با قدرت 725  اسب بخار، دستاوردی جدید از Fisker-Galpin

راکت موستانگ سفارشی با قدرت 725 اسب بخار، دستاوردی جدید از Fisker-Galpin

هرچند مدت زمان زیادی از رونمایی فورد موستانگ جدید نمی گذرد اما تیونرها، آرام ننشسته اند و دنبال این هستند که ببینند با بدنه موستانگ کوپه و سیستم تعلیق پیچیده تر آن چه کارهای خارق العاده ای می توانند انجام دهند. Galpin Auto Sports و Henrik Fisker خود را درگیر چالش جدیدی کرده اند. آن ها می خواهند با افزایش قدرت موستانگ و یک بدنه فیبر کربن سفارشی، از این ماشین یک موشک (راکت) تحت عنوان Fisker-Galpin بسازند.

مطالعه متن کامل
سگ‌ها می‌توانند عصبانی یا خوشحال بودن چهره انسان را تشخیص دهند.

سگ‌ها می‌توانند عصبانی یا خوشحال بودن چهره انسان را تشخیص دهند.

شاید تا به حال متوجه شده باشید که سگ‌ها می‌توانند ناراحتی یا رضایت را در چهره شما تشخیص دهند. در واقع طبق نتایج پژوهشی جدید، سگ‌ها دارای توانایی "تمایز قائل شدن" بین چهره عصبانی یا خوشحال انسان هستند.

مطالعه متن کامل
چراغ Brightside می‌تواند دید جانبی دوچرخه‌سوار را افزایش دهد.

چراغ Brightside می‌تواند دید جانبی دوچرخه‌سوار را افزایش دهد.

اگرچه چراغ‌هایی در جلو و عقب دوچرخه تعبیه شده‌اند تا جلو و اطراف دوچرخه را روشن کنند، اغلبِ این چراغ‌ها فقط نور را به جلو می‌تابانند. وصل کردنِ چراغ به چرخ‌ها، یکی از راه‌های افزایشِ دید جانبی است اما این روش مورد پسند همه نیست. Brightside با ارائه‌ی چراغی که طرفین را روشن می‌کند روشی آسان‌تر را پیشنهاد می‌‌دهد.

مطالعه متن کامل
کشف دی ان ای گرگ باستانی ممکن است به حل معمای منشاء سگ های امروزی کمک کند

کشف دی ان ای گرگ باستانی ممکن است به حل معمای منشاء سگ های امروزی کمک کند

طبق نتایج مطالعه ای جدید، بیش از 10 هزار سال قبل از اینکه اجداد ما در روستاها ساکن شوند و مشغول به زراعت گردند، بین انسان و وفادار ترین همراه وی یعنی سگ ها ارتباط وجود داشته است.

مطالعه متن کامل