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
آزمایش خون بدون درد

آزمایش خون بدون درد

پژوهشگران در حال تولید دستگاهی برای نمونه‌گیری خون هستند که درد کمتر و راحتی بیشتری داشته باشد. آنها در حال تکمیل دستگاه‌هایی به اندازه توپ پینگ‌پنگ هستند که به مدت دو دقیقه روی پوست قرار می‌گیرد و از خون، نمونه کوچکی می‌گیرد. شرکت Tasso، متشکل از دانشجویان دانشگاه ویسکانسین-مدیسون، توانستند نمونه اولیه از این دستگاه را به شکلی بسازند که حتی افراد بی‌تجربه و مبتدی نیز بتوانند به سادگی از آن استفاده کنند.

مطالعه متن کامل
تکنولوژی جدید برای کاهش چشمگیر انتشار گاز دی اکسید کربن

تکنولوژی جدید برای کاهش چشمگیر انتشار گاز دی اکسید کربن

فن آوری تازه ثبت شده ای که می تواند با ایجاد تحول در فرآیند جذب گاز دی اکسید کربن، کمک شایان توجهی به کاهش آلودگی جهانی نماید.

مطالعه متن کامل
  نوآوری های برتر در صنایع دوچرخه سازی در 2014

نوآوری های برتر در صنایع دوچرخه سازی در 2014

الان زمانی است که بار دیگر به 10 محصول مربوط به دوچرخه که در سال گذشته توجه ما را به خود جلب کردند، نگاهی بیاندازیم. همانطور که فهرست ما از سال 2012 و 2013 نشان می‌دهد، اینها لزوما محصولاتی نیستند که ما فکر کنیم قرار است فروش گسترده ای داشته باشند. این محصولات، نشان می‌دهند وقتی افراد جرات می‌کنند تا طرح متفاوتی را تجربه کنند، چه اتفاقی می‌افتد و به همین علت ما نیز آنها را دوست داریم،

مطالعه متن کامل
مغز چگونه اقدام به ادغام حواس می کند؟

مغز چگونه اقدام به ادغام حواس می کند؟

برای ساخت یک تصویر کامل و غنی از دنیای اطراف، استفاده از اطلاعاتی که از تمام حواس بدست می آید اهمیت زیادی دارد. با توجه به فراوانی بسیار زیاد اطلاعات چند حسی که مدام توسط حواس مختلف خود درک می کنیم، مغز چگونه می داند که کدام سیگنال دریافتی به کجا می رود و باید ترکیب شود؟ و چگونه اقدام به ادغام سیگنال های مرتبط با هم می کند؟ دانشمندان در همین راستا یک مدل محاسباتی را ارائه داده اند که به شرح ادغام چند حسی در انسان ها با استفاده از واحد پردازشی بسیار ساده ای می پردازد.

مطالعه متن کامل
یک جارو شارژی از دیسون

یک جارو شارژی از دیسون

دیسون از آن دست شرکتهایی است که می توان در مورد کیفیت محصولات آن همیشه مطمئن بود. بتازگی فرصتی دست داد تا محصول جدید این شرکت را بررسی کنیم. یک جاروی بیسیم با موتوری پر قدرت. در ادامه این محصول جالب را باهم مرور میکنیم. با کوی دانش همراه شوید...

مطالعه متن کامل