Igbesẹ si ọna nanotechnology
Ẹgbẹẹgbẹrun ọdun sẹyin, awọn eniyan ṣe iyalẹnu kini awọn ara agbegbe ti a ṣe. Awọn idahun yatọ. Ní Gíríìsì ìgbàanì, àwọn onímọ̀ sáyẹ́ǹsì sọ èrò náà pé gbogbo ara ló ní àwọn èròjà kéékèèké tí a kò lè pín, tí wọ́n ń pè ní ọ̀tọ̀mù. Bawo ni kekere ti wọn ko le ṣe afihan. Fun ọpọlọpọ awọn ọgọrun ọdun, awọn iwo ti awọn Hellene jẹ awọn idawọle nikan. Wọn pada si ọdọ wọn ni ọrundun kẹrindilogun, nigbati a ṣe awọn idanwo lati ṣe iṣiro awọn iwọn ti awọn moleku ati awọn ọta.
Ọkan ninu awọn adanwo pataki itan-akọọlẹ, eyiti o jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣe iṣiro awọn iwọn patiku, ni a ṣe Onimọ ijinle sayensi Gẹẹsi Lord Rayleigh. Niwọn igba ti o rọrun lati ṣe ati ni akoko kanna ni idaniloju pupọ, jẹ ki a gbiyanju lati tun ṣe ni ile. Lẹhinna a yipada si awọn idanwo meji miiran ti yoo gba wa laaye lati kọ diẹ ninu awọn ohun-ini ti awọn moleku.
Kini awọn iwọn patiku?
Iresi. 1. Ọna kan fun igbaradi syringe kan fun gbigbe ojutu ti epo sinu petirolu ti a fa jade sinu rẹ; p – poxylina,
c – syringe
Jẹ ká gbiyanju lati dahun ibeere yi nipa ifọnọhan awọn wọnyi ṣàdánwò. Lati syringe 2 cm kan3 yọ awọn plunger kuro ki o si fi ipari si iṣan rẹ pẹlu Poxiline ki o le kun kikun tube iṣan ti a pinnu fun fifi sii abẹrẹ naa (Fig. 1). A duro fun iṣẹju diẹ titi Poxilina yoo fi le. Nigbati eyi ba ṣẹlẹ, tú sinu syringe nipa 0,2 cm3 epo ti o jẹun ati ki o ṣe igbasilẹ iye yii. Eyi ni iye epo ti a lo.o. Kun iwọn didun ti o ku ti syringe pẹlu petirolu. Illa awọn olomi mejeeji pẹlu okun waya titi ti ojutu isokan yoo gba ati ṣatunṣe syringe ni inaro ni eyikeyi dimu.
Lẹhinna tú omi gbona sinu agbada ki ijinle rẹ jẹ 0,5-1 cm Lo omi gbona, ṣugbọn kii ṣe gbona, ki a le rii iyẹfun ti nyara. A fa ṣiṣan iwe kan lẹgbẹẹ oju omi ni ọpọlọpọ igba tangentially si i lati nu dada eruku adodo laileto.
A gba adalu kekere kan ti epo ati petirolu sinu dropper ati ki o wakọ dropper nipasẹ aarin ti ọkọ pẹlu omi. Ni rọra titẹ lori eraser, a ju silẹ bi kekere kan ju bi o ti ṣee ṣe lori dada ti omi. Ju adalu epo ati petirolu yoo tan kaakiri ni gbogbo awọn itọnisọna lori oju omi ati ṣe fẹlẹfẹlẹ tinrin pupọ pẹlu sisanra ti o dọgba si iwọn ila opin patiku kan labẹ awọn ipo ti o dara julọ - eyiti a pe ni monomolecular Layer. Lẹhin akoko diẹ, nigbagbogbo awọn iṣẹju diẹ, petirolu yoo yọ kuro (iyara nipasẹ ilosoke ninu iwọn otutu omi), nlọ kan monomolecular epo Layer lori dada (Fig. 2). Layer Abajade nigbagbogbo ni apẹrẹ ti Circle pẹlu iwọn ila opin ti awọn centimeters pupọ tabi diẹ sii.
Iresi. 2. Monomolecular Layer ti epo lori omi dada
m - pelvis, c - omi, o - epo, D - iwọn ila opin, g - sisanra ti iṣeto
(iwọn patiku epo)
A tan imọlẹ oju omi nipa didari tan ina kan lati ina filaṣi si ori rẹ. Nitori eyi, awọn aala ti Layer jẹ diẹ sii han. A le ni rọọrun pinnu iwọn ila opin rẹ isunmọ D lati ọdọ alaṣẹ ti o wa ni oke oke omi. Mọ iwọn ila opin yii, a le ṣe iṣiro agbegbe ti Layer S nipa lilo agbekalẹ fun agbegbe ti Circle kan:
Ti a ba mọ kini iwọn epo V1 ti o wa ninu isọ silẹ silẹ, lẹhinna iwọn ila opin ti moleku epo d le ṣe iṣiro ni irọrun, ni ro pe epo naa yo o si ṣe agbekalẹ kan pẹlu S dada, ie:
Lẹhin ti o ṣe afiwe awọn agbekalẹ (1) ati (2) ati iyipada ti o rọrun, a gba agbekalẹ kan ti o fun wa laaye lati ṣe iṣiro iwọn patiku epo kan:
Rọrun julọ, ṣugbọn kii ṣe ọna deede julọ lati pinnu iwọn didun V1 ni lati ṣayẹwo iye awọn silė ti o le gba lati apapọ iwọn didun ti adalu ti o wa ninu syringe ati pin iwọn didun epo Vo ti a lo nipasẹ nọmba yii. Lati ṣe eyi, a gba adalu ni pipette kan ati ki o ṣẹda awọn droplets, gbiyanju lati ṣe wọn ni iwọn kanna bi nigba ti wọn ti lọ silẹ si oju omi. A ṣe eyi titi gbogbo adalu yoo fi pari.
Ipeye diẹ sii, ṣugbọn ọna ti n gba akoko diẹ sii ni lati sọ epo silẹ leralera lori oju omi, gba Layer epo monomolecular ki o wọn iwọn ila opin rẹ. Dajudaju, ṣaaju ki o to ṣe ipele kọọkan, omi ti a ti lo tẹlẹ ati epo gbọdọ wa ni dà jade lati inu agbada naa ki o si dà ni mimọ. Lati awọn wiwọn ti o gba, ọna iṣiro jẹ iṣiro.
Fidipo awọn iye ti o gba sinu agbekalẹ (3), maṣe gbagbe lati yi awọn ẹya pada ki o ṣafihan ikosile ni awọn mita (m) ati V.1 ni awọn mita onigun (m3). Gba iwọn patiku ni awọn mita. Iwọn yii yoo dale lori iru epo ti a lo. Abajade le jẹ aṣiṣe nitori awọn ero ti o rọrun ti a ṣe, ni pato nitori pe Layer kii ṣe monomolecular ati pe awọn iwọn droplet kii ṣe nigbagbogbo kanna. O rọrun lati rii pe isansa ti Layer monomolecular yori si overestimation ti iye d. Awọn iwọn deede ti awọn patikulu epo wa ni iwọn 10.-8-10-9 m. Idina 10-9 m ni a npe ni nanometer ati pe a maa n lo ni aaye ariwo ti a mọ si nanotechnology.
"Ti nsọnu" iwọn didun ti omi
Iresi. 3. Awọn oniru ti omi isunki igbeyewo ha;
g - tube ṣiṣu sihin, p - polyoxylin, l - alakoso,
t - sihin teepu
Awọn adanwo meji ti o tẹle yii yoo gba wa laaye lati pinnu pe awọn molecule ti oriṣiriṣi ara ni awọn nitobi ati titobi oriṣiriṣi. Lati ṣe akọkọ, ge awọn ege meji ti tube ṣiṣu sihin, mejeeji 1-2 cm ni iwọn ila opin inu ati gigun 30 cm. Ọkọọkan ti tube ti wa ni glued pẹlu ọpọlọpọ awọn ege teepu alemora si eti ti oludari lọtọ ni idakeji iwọn (Ọpọtọ) .3). Pa awọn opin isalẹ ti awọn okun pẹlu awọn pilogi poxylin. Ṣe atunṣe awọn oludari mejeeji pẹlu awọn okun ti a fi lẹ pọ ni ipo inaro. Tú omi ti o to sinu ọkan ninu awọn okun lati ṣe iwe kan nipa idaji ipari ti okun, sọ 14 cm. Tú iye kanna ti ọti ethyl sinu tube idanwo keji.
Bayi a beere, kini yoo jẹ giga ti ọwọn ti adalu awọn olomi mejeeji? Jẹ ká gbiyanju lati gba ohun idahun si wọn experimentally. Tú ọti-waini sinu okun omi ati lẹsẹkẹsẹ wọn ipele oke ti omi. A samisi ipele yii pẹlu ami ti ko ni omi lori okun. Lẹhinna dapọ awọn olomi mejeeji pẹlu okun waya kan ki o ṣayẹwo ipele naa lẹẹkansi. Kini a ṣe akiyesi? O wa ni pe ipele yii ti dinku, i.e. awọn iwọn didun ti awọn adalu jẹ kere ju apao awọn iwọn didun ti awọn eroja ti a lo lati gbe awọn ti o. Iṣẹlẹ yii ni a pe ni ihamọ iwọn omi. Idinku ninu iwọn didun nigbagbogbo jẹ diẹ ninu ogorun.
Awoṣe alaye
Lati ṣe alaye ipa funmorawon, a yoo ṣe idanwo awoṣe kan. Awọn ohun elo ọti-waini ninu idanwo yii yoo jẹ aṣoju nipasẹ awọn irugbin pea, ati awọn ohun elo omi yoo jẹ awọn irugbin poppy. Tú Ewa ti o tobi ni iwọn 0,4 m si akọkọ, dín, satelaiti ti o han, fun apẹẹrẹ, idẹ giga kan Tú awọn irugbin poppy sinu ọkọ oju-omi keji kanna ti giga kanna (Fọto 1a). Lẹhinna a tú awọn irugbin poppy sinu ọkọ pẹlu Ewa ati lo adari kan lati wiwọn giga ti ipele oke ti awọn irugbin de. A samisi ipele yii pẹlu aami tabi okun roba elegbogi lori ọkọ (Fọto 1b). Pa eiyan naa ki o gbọn ni igba pupọ. A fi wọn ni inaro ati ṣayẹwo si kini giga ti ipele oke ti adalu ọkà ti de bayi. O wa ni wi pe o kere ju ṣaaju ki o to dapọ (Fọto 1c).
Idanwo naa fihan pe lẹhin ti o dapọ, awọn irugbin poppy kekere kun awọn aaye ọfẹ laarin awọn Ewa, bi abajade eyiti apapọ iwọn didun ti o gba nipasẹ adalu dinku. Iru ipo bẹẹ waye nigbati o ba da omi pọ pẹlu ọti-lile ati diẹ ninu awọn olomi miiran. Awọn moleku wọn wa ni gbogbo titobi ati ni nitobi. Bi abajade, awọn patikulu kekere kun awọn aaye laarin awọn patikulu nla ati iwọn didun omi ti dinku.
Fọto 1. Awọn ipele atẹle ti iwadi ti awoṣe funmorawon:
a) awọn ewa ati awọn irugbin poppy ni awọn ọkọ oju omi lọtọ,
b) awọn oka lẹhin sisọ, c) idinku ninu iwọn didun awọn oka lẹhin ti o dapọ
Modern lojo
Loni a mọ daradara pe gbogbo awọn ara ti o wa ni ayika wa jẹ awọn molecule, ati awọn ti o jẹ ti awọn atomu. Mejeeji moleku ati awọn ọta wa ni iṣipopada laileto igbagbogbo, iyara eyiti o da lori iwọn otutu. Ṣeun si awọn microscopes ode oni, paapaa microscope tunneling scanning (STM), awọn ọta kọọkan le ṣe akiyesi. Awọn ọna tun jẹ mimọ ti o lo microscope agbara atomiki (AFM-), eyiti o fun ọ laaye lati gbe awọn ọta kọọkan ni deede ati darapọ wọn sinu awọn eto ti a pe awọn ẹya ara ẹrọ. Ipa funmorawon tun ni awọn ilolu to wulo. A gbọdọ ṣe akiyesi eyi nigba yiyan iye awọn olomi pataki lati gba adalu iwọn didun ti a beere. O gbọdọ ya sinu iroyin, pẹlu. ni iṣelọpọ ti awọn vodkas, eyiti, bi o ṣe mọ, jẹ awọn apopọ ti o kun oti ethyl (ọti-lile) ati omi, nitori iwọn didun ohun mimu ti o jẹ abajade yoo kere ju iye awọn iwọn ti awọn eroja.
