به نقل از «انرژی امروز»

دانشمندان توانستند قطرات آب را به فلز تبدیل کنند

تاریخ انتشار: ۱۰ مرداد ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۲۶۸۷۱۹۹

گروهی از دانشمندان در آکادمی علوم چک در پراگ موفق شدند در رخدادی منحصر به فرد قطرات آب را به فلز تبدیل کنند؛ به نحوی که بتواند رسانا شود و جریان الکتریکی را از خود عبور دهد.

به گزارش «انرژی امروز» از یورو نیوز، آب تصفیه نشده، به دلیل وجود نمک می‌تواند رسانا باشد، با این حال آب خالص نیز به دلیل اینکه الکترون‌هایش چسبیده به اتم هستند نمی‌تواند جریان الکتریکی را از خود عبور دهد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

به لحاظ تئوری اگر بتوان فشار کافی به آب خالص وارد کرد، مولکول‌های آب به هم می‌چسبند و بیرونی‌ترین حلقه الکترون‌های هر اتم همپوشانی پیدا می‌کنند؛ امری که به الکترون‌ها اجازه می‌دهد آزادانه بین مولکول‌ها جابجا شوند و از نظر فنی آب را به یک فلز تبدیل کنند.

با این حال این عملی است که تا کنون انجام آن به دلیل پیچیدگی شدید غیرممکن بود. در واقع برای اینکه آب به چنین فازی برود، باید ۱۵ میلیون برابر فشار هوای روی سطح زمین به آن نیرو وارد کرد. ژئوفیزیکدانان تصور می‌کنند چنین حالتی ممکن است در هسته سیارات عظیمی مانند مشتری، نپتون و اورانوس وجود داشته باشد.

دانشمندان در این شرایط به فکر راه جایگزین افتادند که بدون تولید چنین فشاری بتوانند آب را تبدیل به فلز کنند. برای این کار آنان تصمیم گرفتند که از فلزات قلیایی استفاده کنند که شامل عناصری همچون سدیم و پتاسیم هستند. الکترون در لایه خارجی این فلزات می‌تواند جابجا شود و همین باعث می‌شود آب بتواند الکترون‌ها را از فلز قلیایی به اصطلاح وام بگیرد و حالت فلزی پیدا کند.

با این حال مشکل این روش این است که واکنش شیمیایی فلزات قلیایی در لحظه خاصیت انفجاری پیدا می‌کند و باید راهی یافت می‌شد تا الکترون‌ها سریع‌تر از تشکیل واکنش انفجاری حرکت کنند.

در آزمایش جدید دانشمندان تکه‌های فلزات قلیایی همچون سدیم و پتاسیم را در محفظه خلاء در مجاورت بخار آب قرار دادند، امری که باعث شد آب برای چند ثانیه به فلز تبدیل شود. در واقع الکترون‌های فلزات قلیایی به محض تشکیل یک لایه ۰.۱ میکرومتری از آب شروع به حمله به داخل آن کردند و باعث تغییر ماهیت آن شدند.

یونگ ویرت، شیمی‌فیزیکدان در آکادمی علوم چک، با بیان اینکه این لحظه مانند «لحظه کشف عنصر جدید» بوده، می‌گوید هنگامی که الکترون‌ها از فلزات قلیایی به لایه بیرونی قطرات آب نقل مکان کردند اتفاقی باورنکردنی رخ داد و برای چند ثانیه کوتاه، آب به رنگ زرد براق و طلایی درآمد. تیم برگزارکننده آزمایش با استفاده از طیف‌سنج توانست نشان دهد که آب زرد روشن در واقع فلزی است.

روبرت سایدل، سرپرست گروه تحقیقات دانشگاه هومبولت برلین و از نویسندگان مقاله می‌گوید: «این مطالعه نشان می‌دهد که آب فلزی می‌تواند روی زمین تولید شود. شما می‌توانید فاز گذار به آب فلزی را با چشم غیرمسلح مشاهده کنید.»

نتایج تحقیق جدید در نشریه علمی «نیچر» منتشر شده است.

برچسب هاآب آشامیدنی چک (کشور جمهوری چک) رساناها

منبع: انرژی امروز

کلیدواژه: آب آشامیدنی چک کشور جمهوری چک رساناها آسیا اروپا اقتصاد انرژی امروز ایران بین الملل تحریم خبرگزاری بین المللی خبرگزاری داخلی خبرگزاری دانشجویان ایران ایسنا ریاست جمهوری سازمان های بین المللی سایتهای اینترنتی شرکت ملی نفت ایران NIOC شرکت های بین المللی مجلس شورای اسلامی وزارت نفت وزارت نیرو فلزات قلیایی الکترون ها فلز تبدیل

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت energytoday.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «انرژی امروز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۲۶۸۷۱۹۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

با ۲٫۵ ساعت انتظار، الماس خودتان را بسازید

الماس‌های طبیعی میلیاردها سال زمان لازم دارند تا تحت فشار و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند، اما شکل‌های مصنوعی آن را می‌توان خیلی سریع‌تر تولید کرد، هرچند که طی دهه‌های گذشته این فرآیند طی چند هفته با اعمال فشار بسیار شدید انجام می‌شد.

به گزارش خبرآنلاین و به نقل از ایسنا، اکنون یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع می‌تواند بلور الماس مصنوعی را در عرض چندین دقیقه تشکیل دهد، آن هم بدون نیاز به فشار بسیار زیاد. جزئیات این یافته در نشریه نیچر منتشر شده است.

فرآیند جدید در دمای بالای حدود ۱۰۲۵ درجه سلسیوس (سانتی‌گراد) لایه‌ای از الماس پیوسته ظرف ۱۵۰ دقیقه و در فشار یک اتمسفر (همان فشار هوا در سطح دریا) تشکیل می‌شود. فشار موردنیاز، ده‌ها هزار بار کمتر از فشاری است که تاکنون برای تولید الماس مصنوعی موردنیاز بود.

محققان موسسه علوم پایه در کره جنوبی با دست‌یابی به این فرآیند، ابراز اطمینان کرده‌اند که این فرآیند می‌تواند برای ایجاد تفاوت قابل‌توجهی در تولید الماس مصنوعی بهینه شود.

حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس، روش کاملاً جدیدی نیست. شرکت جنرال‌الکتریک نیم‌قرن پیش فرآیند مشابهی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد، اما آن فرآیند همچنان به فشار ۵ تا ۶ گیگاپاسکال و یک‌دانه الماس نیاز داشت تا کربن‌ها به آن بچسبد.

جزئیات روش جدید

محققان در مقاله خود گفته‌اند: «ما روشی برای رشد الماس در فشار یک اتمسفر و در دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کردیم. کاهش فشار با استفاده از مخلوطی دقیق از فلزات مایع شامل گالیوم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلأ سفارشی داخل محفظه‌ای گرافیتی ساخته شد تا فلز را درحالی‌که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار می‌گیرد، به‌سرعت گرم و سپس خنک کند.

این شرایط باعث می‌شود اتم‌های کربنِ متان درون فلز ذوب‌شده پخش شوند و به‌عنوان دانه الماس عمل کنند. تنها پس از ۱۵ دقیقه، قطعات کوچکی از بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح بیرون زدند و درنهایت پس از گذشت دو ساعت و نیم از آغاز این فرآیند، نوار پیوسته‌ای از الماس شکل گرفت.

البته ضخامت این لایه بلور الماس تنها چند صد نانومتر است، اما محققان انتظار دارند که این فرآیند با چند ترفند بهبود یابد. آن‌ها می‌گویند: «ما فکر می‌کنیم که در اصلاحاتی ساده، می‌توان با استفاده از سطح یا رابط بزرگ‌تر با پیکربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به منطقه رشد بالقوه بزرگ‌تر و با توزیع کربن در منطقه رشد الماس با روش‌های جدید، رشد الماس را در مقیاسی بزرگ امکان‌پذیر کرد».

این تغییرات زمان می‌برد و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است، اما نویسندگان این مطالعه فکر می‌کنند که این روش پتانسیل زیادی دارد و می‌توان فلزات مایع دیگر را برای کسب نتایج مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.

فرآیندی که در حال حاضر برای ایجاد اکثر الماس‌های مصنوعی در طیف گسترده‌ای از فرآیندهای صنعتی، الکترونیک و حتی رایانه‌های کوانتومی استفاده می‌شود، چندین روز زمان نیاز دارد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد. حالا اگر این روش جدید پتانسیل خود را اثبات کند، ساخت الماس بسیار سریع‌تر و بسیار آسان‌تر خواهد شد.

محققان می‌گویند: رویکرد کلی استفاده از فلزات مایع می‌تواند رشد الماس را در سطوح مختلف تسریع کند و پیش ببرد و شاید رشد الماس را بر روی ذرات کوچک الماس تسهیل کند.

۵۴۵۴

برای دسترسی سریع به تازه‌ترین اخبار و تحلیل‌ رویدادهای ایران و جهان اپلیکیشن خبرآنلاین را نصب کنید. کد خبر 1899676 ذوالفقار دانشی