اولین ویدیو از «شنا کردن» اتم‌ها در مایع منتشر شد [تماشا کنید]

دانشمندان «دانشگاه منچستر» برای اولین بار با استفاده از مواد دوبعدی، نوعی ظرف «نانو پتری» جدید ساختند و با این روش موفق شدند تا ویدیویی از حرکت اتم ها در مایع را به نمایش بگذارند.

تیمی از محققان موسسه ملی گرافن (NGI) دانشگاه منچستر با استفاده از توده‌ای از مواد بسیار نازک دوبعدی مانند گرافن، اتم‌های پلاتین را که تحت فشارهای مختلف در امتداد یک سطح شنا می‌کنند را به دام انداختند. آن‌ها سپس با استفاده از این رویکرد موفق شدند تا برای اولین بار ویدیویی از اتم ها در حال «شنا کردن» در مایع ثبت کنند.

تاثیر بررسی نحوه شنا کردن اتم در مایع

زمانی که یک سطح جامد و یک مایع در تماس باشند، پیکربندی هر دو ماده تغییر پیدا می‌کند. دانشمندان با وجود این آزمایش درک بهتری از نحوه تاثیر مایعات در رفتار مواد جامدی که با آن در تماس هستند پیدا خواهند کرد و همچنین این نتایج می‌تواند تاثیر گسترده‌ای بر توسعه آینده فناوری‌های سبز مانند تولید هیدروژن داشته باشد.

همانطور که پروفسور «سارا هیگ»، یکی از محققین اصلی این پژوهش اشاره می‌کند، مشاهده جهان در مقیاس اتمی بسیار دشوار است و یکی از دلایلی که اطلاعاتی زیادی در این زمینه وجود ندارد، فقدان تکنیک‌هایی است که قادر به ارائه داده‌های تجربی برای رابط‌های جامع-مایع هستند. میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM) که از پرتوی الکترون برای تولید تصویر استفاده می‌کند، یکی از معدود تکنیک‌های موجود است.

با این وجود، دریافت داده‌های مطمئن در مورد رفتار اتم‌ها از این طریق بسیار دشوار است. ابزار TEM نیز برای انجام کار خود به یک محیط خلاء بالا نیاز دارد که وجود این فضا باعث می‌شود ساختار مواد تغییر پیدا کند. بنابراین تیم محققان دانشگاه منچستر نوعی از TEM را برای آزمایش خود به کار گرفته‌اند که برای کار در محیط‌های مایع و گاز ساخته شده است.

ویدیو به اشتراک گذاشته شده از آین آزمایش، شامل اطلاعات جالبی می‌شود. به عنوان مثال، اتم‌ها در مایع سریع‌تر حرکت می‌کنند و همچنین برای استراحت روی سطح مواد جامد، مکان‌های مختلفی را انتخاب می‌کنند.

«نیک کلارک»، مهندس مواد دانشگاه منچستر توضیح می‌دهد:

«ما در آزمایش خود نشان داده‌ایم که اگر رفتار اتم‌ها به جای سلول‌های مایع در خلاء بررسی شود، اطلاعات گمراه‌کننده‌ای ارائه خواهد شد. این یک دستاورد مهم است و تنها شروع کار ما محسوب می‌شود.»

به گفته محققان، موادی که این تیم بررسی کرده به تولید هیدروژن سبز مربوط می‌شود، اما این تکنیک و نتایجی که از آن به دست آمده، کاربردهای بسیار گسترده‌تری دارند.