A’ coimhead a-steach don t-Saoghal Quantum: A’ cumail sùil air gluasad dealanan ann an ath-bheachdan ceimigeach
Tha luchd-saidheans air adhartas iongantach a choileanadh ann am microscopy dealanach. Tha an adhartas seo a’ leigeil le luchd-rannsachaidh sùil a chumail air gluasad dealanan rè ath-bheachdan ceimigeach aig ìre mion-fhiosrachaidh nach fhacas a-riamh. Tha an teicneòlas a’ fosgladh chothroman ùra inntinneach airson tuigse fhaighinn air pròiseasan bunaiteach ann an ceimigeachd agus saidheans stuthan.
Mean-fhàs de mhiocroscopaidh dealanach
Tha microscopy dealanach air a thighinn air slighe fhada bhon a thòisich e. Bidh miocroscopan optigeach traidiseanta a’ cleachdadh solas faicsinneach agus lionsan gus nithean àrdachadh. Ach, tha cuingealachaidhean gnèitheach aca air sgàth tonn-tonn an t-solais. Bidh miocroscopan dealanach, air an làimh eile, a’ cleachdadh sailean de eleactronan an àite solais. Leigidh seo leotha meudachaidhean agus rùn mòran nas àirde a choileanadh.
Dh’atharraich miocroscopan dealanach tràth ar comas an saoghal miocroscopach fhaicinn. Thug iad cothrom do luchd-saidheans structaran a choimhead cho beag ri dadaman fa leth. Ach, bha crìochan fhathast aig na h-ionnstramaidean sin nuair a thàinig e gu bhith a’ glacadh phròiseasan fiùghantach aig an sgèile atamach.
A’ putadh crìochan microscopy
Tha adhartasan o chionn ghoirid air microscopy dealanach a phutadh gu crìochan ùra. Faodaidh luchd-saidheans a-nis sùil a chumail air gluasad dealanan rè ath-bheachdan ceimigeach. Tha an comas seo gu tur ùr-nodha. Leigidh e le luchd-rannsachaidh sùil a chumail air ceumannan bunaiteach phròiseasan ceimigeach mar a bhios iad a’ leudachadh.
Tha an iuchair don choileanadh seo na laighe ann an leasachadh buillean dealanach ultrafast. Tha na buillean sin gu math geàrr-ùine, a’ mairsinn dìreach femtoseconds (aon cairteal de dhiog). Le bhith a’ cleachdadh buillean goirid mar sin, faodaidh luchd-saidheans “dealbhan-dhealbhan” de ghiùlan dealanach a ghlacadh gun a bhith a’ cur dragh air an t-siostam air a bheil iad a’ coimhead.
An Dùbhlan mu bhith a’ coimhead air dealanan
Tha dùbhlain gun samhail a’ toirt sùil air dealanan. Eu-coltach ri mìrean nas motha, tha dealanan gu math beag agus aotrom. Bidh iad cuideachd a’ taisbeanadh feartan quantum meacanaigeach. Tha seo a’ ciallachadh nach bi iad gan giùlan fhèin mar nithean clasaigeach le suidheachadh agus slighean air an deagh mhìneachadh.
An àite sin, tha dealanan ann an staid superposition cuantamach. Tha iad air am mìneachadh nas fheàrr mar sgòthan coltachd seach mìrean air leth. Tha na dòighean ùra microscopaidh dealanach a’ leigeil le luchd-saidheans sùil a chumail air atharrachaidhean anns na sgòthan dealanach sin rè ath-bheachdan ceimigeach.
Mar a tha an Teicneòlas Ùr ag obair
Tha an dòigh microscopaidh dealanach leasaichte an urra ri grunn phrìomh innleachdan:
1. Pulses dealanach ultra-ghoirid
Bidh luchd-rannsachaidh a’ cleachdadh lasers gus buillean fìor ghoirid de eleactronan a ghineadh. Tha na buillean sin cho goirid ‘s gun urrainn dhaibh“ dealbhan ”de ghiùlan dealanach a ghlacadh gun a bhith a’ cur dragh mòr air an t-siostam.
2. Leictreonaichean àrd-lùth
Tha na buillean dealanach air an luathachadh gu lùths fìor àrd. Leigidh seo leotha eadar-obrachadh leis an sampall ann an dòigh a bheir seachad fiosrachadh mionaideach mu ghiùlan dealanach.
3. Smachd mionaideach
Tha ionnstramaid adhartach a’ ceadachadh smachd mionaideach air na buillean dealanach. Faodaidh luchd-saidheans an stiùireadh gu roinnean sònraichte de shampall agus smachd a chumail air an àm nuair a ruigeas iad le mionaideachd iongantach.
4. Lorgairean cugallach
Bidh lorgairean fìor mhothachail a’ glacadh nan dealanan sgapte às deidh dhaibh eadar-obrachadh leis an sampall. Tha an dàta seo an uairsin air a chleachdadh gus ìomhaighean agus mapaichean de dhlùths dealanach ath-chruthachadh.
Ag ath-chruthachadh ath-bheachdan ceimigeach
Chan eil am pròiseas a bhith a’ coimhead air ath-bhualadh ceimigeach a’ cleachdadh an dòigh seo coltach ri bhith a’ filmeadh bhidio leantainneach. An àite sin, tha e nas coltaiche ri bhith a’ cruthachadh beòthalachd leabhar flip bho iomadh dealbh fa leth.
Bidh luchd-rannsachaidh ag ath-aithris an ath-bhualadh ceimigeach iomadh uair. Gach turas, bidh iad a’ glacadh fiosrachadh mu ìre beagan eadar-dhealaichte den phròiseas. Le bhith a’ cothlamadh dàta bho iomadh deuchainn, faodaidh iad an t-slighe ath-bhualadh gu lèir ath-chruthachadh.
Tha an dòigh-obrach seo a’ leigeil le luchd-saidheans dealbh mionaideach a thogail air mar a bhios sgòthan dealanach a’ gluasad agus ag atharrachadh aig àm freagairt cheimigeach. Tha e a’ toirt sealladh nach fhacas a-riamh air ceumannan bunaiteach pròiseasan ceimigeach.
Iarrtasan is Builean
Tha buaidh fharsaing aig a’ chomas sùil a chumail air gluasad dealanach rè ath-bheachdan ceimigeach. Am measg cuid de thagraidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann tha:
1. Dealbhadh Catalyst
Le bhith a’ tuigsinn gu dìreach mar a bhios dealanan a’ gluasad tro ath-bhualaidhean catalytach, dh’ fhaodadh sin dealbhadh catalysts nas èifeachdaiche. Dh’ fhaodadh seo buaidh mhòr a thoirt air gnìomhachasan bho chinneasachadh lùtha gu saothrachadh cungaidh-leigheis.
2. Saidheans Stuthan
Dh’ fhaodadh an dòigh-obrach seallaidhean ùra a thoirt seachad air giùlan stuthan aig an sgèile atamach. Dh’ fhaodadh seo leantainn gu leasachadh stuthan ùra le feartan sònraichte.
3. Ceimigeachd Bunasach
Dh’ fhaodadh an comas a bhith a’ cumail sùil air giùlan dealanach gu dìreach leantainn gu leasachaidhean nar tuigse air ceangal ceimigeach agus reactivity.
4. Pròiseasan Bith-eòlais
Ged a tha iad dùbhlanach, dh’ fhaodadh na dòighean sin a bhith air an cur an sàs mu dheireadh airson sgrùdadh a dhèanamh air gluasad dealanach ann an siostaman bith-eòlasach, leithid photoynthesis no faochadh ceallach.
A’ coimhead ris an àm ri teachd
Tha an adhartas seo ann am miocroscopaidh dealanach a’ riochdachadh ceum mòr air adhart nar comas an saoghal cuantamach fhaicinn agus a thuigsinn. Mar a tha an teicneòlas a’ leantainn air adhart a’ leasachadh, faodaidh sinn a bhith an dùil ri seallaidhean eadhon nas mionaidiche air giùlan stuth aig an sgèile atamach.
Tha an comas sùil a chumail air gluasad dealanach rè ath-bheachdan ceimigeach na theisteanas air innleachdas agus seasmhachd luchd-saidheans agus innleadairean. Tha e a’ fosgladh slighean ùra airson rannsachadh is lorg nach robh riamh roimhe seo do-chreidsinneach.
Co-dhùnadh
Is e coileanadh iongantach a th’ ann an leasachadh dòighean microscopaidh dealanach a tha comasach air gluasad dealanach a leantainn rè ath-bheachdan ceimigeach. Bidh e a’ drochaid a’ bheàirn eadar an saoghal macroscopach a chì sinn agus a chì sinn agus an raon cuantamach far a bheil ceimigeachd a’ tachairt.
Mar a chumas sinn oirnn a’ putadh crìochan na tha ri fhaicinn, bidh sinn a’ faighinn sealladh nas doimhne air obair bhunaiteach nàdair. Tha comas aig an eòlas seo innleachdan a stiùireadh thar raon farsaing de raointean, bho shaidheans stuthan gu teicneòlas lùtha agus nas fhaide air falbh.
Anns an rannsachadh agam airson an artaigil seo, thàinig mi tarsainn air bhidio inntinneach a tha a’ sgrùdadh a’ chuspair seo ann am barrachd doimhneachd. Ma tha ùidh agad barrachd ionnsachadh mun teicneòlas ùr-nodha seo, tha mi a’ moladh gu mòr sùil a thoirt air a’ bhidio seo Bhidio YouTube . Tha e a’ toirt seachad lèirsinn agus mìneachaidhean a bharrachd a bheir an cuspair iom-fhillte seo beò.