Kontrola ene molekule za milijonino milijardi sekunde

ДЕЛАЮ ТРД В ГАРАЖЕ 12 Серия сезон 2 - КАМЕРА СГОРАНИЯ (Junij 2019).

Anonim

Fiziki na Univerzi v Bathu so odkrili, kako naj manipulirajo in nadzirajo posamezne molekule za milijonth milijardico sekunde, potem ko jih zanimajo nekateri navidezno čudni rezultati.

Njihova nova tehnika je najbolj občutljiv način nadzora kemične reakcije na nekaterih najmanjših lestvicah, ki jih znanstveniki lahko delujejo - na ravni ene molekule. Odkril bo raziskovalne možnosti na področju nanoznanosti in nanofizike.

Eksperiment na skrajni meji nanoznanosti, imenovanega "molekularna manipulacija s skeniranjem tunelskega mikroskopa", se pogosto uporablja za opazovanje, kako posamezne molekule reagirajo, ko se vzbudi z dodajanjem enega samega elektronika.

Tradicionalni kemik lahko za pripravo reakcije uporabi preskusno cev in gorilnik Bunsen; Tukaj so uporabili mikroskop in njegov električni tok, da bi se odzvali. Tok je tako majhen, da je bolj podoben seriji posameznih elektronov, ki zadenejo ciljno molekulo. Toda ta celoten eksperiment je pasiven proces - ko se elektronu doda raziskovalcem molekul, le opazuje, kaj se zgodi.

Toda, ko je dr. Kristina Rusimova pregledala svoje podatke iz laboratorija, medtem ko je bila na počitnicah, je odkrila nekaj nepravilnih rezultatov v standardnem poskusu, ki pri nadaljnji preiskavi ni bilo mogoče razložiti. Ko je električni tok vklopljen, reakcije vedno grejo hitreje, razen tukaj ni.

Dr. Rusimova in sodelavci so mesecev razmišljali o morebitnih razlagah, da bi razkrili učinek in ponovili eksperimente, vendar so v nove raziskave, objavljene v znanosti, sčasoma ugotovili, da so našli način za nadzor enomolekularnih eksperimentov do brez primere.

Ekipa je odkrila, da se s konico mikroskopa, ki je zelo blizu molekuli, ki se preučuje, v 600-800 trilionths metra, traja, koliko časa se elektroni držijo ciljne molekule, zmanjšati za več kot dva reda, in tako nastane reakcija, ki vodi posamezne molekule toluena za dviganje (desorb) s površine silicija.

Ekipa verjame, da je to zato, ker konica in molekula sodelujeta pri ustvarjanju novega kvantnega stanja, ki ponuja nov kanal, s katerim se elektrone oddaljujejo od molekule, s čimer se zmanjša čas, ki ga elektron porabi za molekulo in tako zmanjša možnosti za to elektron, ki povzroča reakcijo.

To je najbolj občutljivo, kar pomeni, da se čas reakcije lahko nadzira za naravno mejo do 10 femtosekund in do 0, 1 femtosekund.

Dr. Rusimova je dejal: "To so bili podatki iz popolnoma standardnega eksperimenta, ki smo ga počeli, ker smo mislili, da smo izčrpali vse zanimive stvari - to je bil le zadnji pregled. Toda moji podatki so bili videti" narobe "- vsi grafi naj bi šli gor in moj se je spustil. "

Dr. Peter Sloan, glavni avtor študije, je dodal: "Če bi bilo to pravilno, smo imeli povsem nov učinek, vendar smo vedeli, če bi zahtevali kaj tako presenečenega, moramo narediti nekaj dela, da se prepričamo, da je resnično in ne do lažnih pozitivnih besed. "

"Vedno mislim, da je naš mikroskop podoben Millennium Falconu, ki ni preveč eleganten, ki ga držijo ljudje, ki ga vodijo, ampak je popolnoma fantastičen, kaj počne. Med Kristino in PhD študentko Rebecca Purkiss je raven prostorskega nadzora so imeli nad mikroskopom ključ do odkrivanja te nove fizike. "

Dr. Sloan je dodal: "Temeljni cilj tega dela je razviti orodja, ki nam omogočajo nadzor snovi na tej ekstremni meji. Če razbijete kemične vezi, da narava resnično ne želi, da bi zlomili ali izdelali molekularne arhitekture, ki so termodinamično prepovedano Naše delo ponuja novo pot za nadzor posameznih molekul in njihovo reakcijo V bistvu imamo nov klic, ki ga lahko nastavimo med izvajanjem našega eksperimenta. Ekstremna narava dela na teh lestvicah otežuje, vendar imamo ekstremno ločljivost in obnovljivost s to tehniko. "

Ekipa upa, da bo njihova nova tehnika odprla vrata za veliko novih eksperimentov in odkritij na nanometru, zahvaljujoč možnostim, ki jih prvič zagotavlja.

menu
menu