16:01
Comentarii Adauga Comentariu

_ Rezolvarea structurii unui cristal atunci când ai doar pulbere

_ Rezolvarea structurii unui cristal când ai doar pulbere

Cristalele dezvăluie geometria ascunsă a moleculelor cu ochiul liber. Oamenii de știință folosesc cristale pentru a descoperi structura atomică a materialelor noi, dar multe nu pot fi crescute suficient de mari. Acum, o echipă de cercetători raportează o nouă tehnică în numărul din 19 ianuarie a revistei Nature, care poate descoperi structura cristalină a oricărui material.

Pentru a înțelege cu adevărat o substanță chimică, un om de știință trebuie să știe cum sunt aranjați atomii ei. . Uneori, este ușor: de exemplu, atât diamantul, cât și aurul sunt formați dintr-un singur fel de atom (carbon sau, respectiv, aur) dispuse într-o rețea cubică. Dar de multe ori este mai greu să-ți dai seama de altele mai complicate.

„Fiecare dintre acestea este un fulg de zăpadă special – creșterea lor este cu adevărat dificilă”, spune fizicianul chimist de la UConn Nate Hohman. Hohman studiază chacogenolații organici metalici. Sunt realizate dintr-un metal combinat cu un polimer organic și un element din coloana 16 a tabelului periodic (sulf, seleniu, teluriu sau poloniu). Unii sunt pigmenți viu colorați; altele devin mai conductoare electric atunci când lumina este strălucită asupra lor; alții fac lubrifianți solizi buni care nu ard la temperaturile ridicate ale rafinăriilor de petrol sau minelor.

Este o familie mare și utilă de substanțe chimice. Dar cei pe care îi studiază Hohman — calcogenolații hibridi — sunt cu adevărat greu de cristalizat. Laboratorul lui Hohman nu a putut rezolva structurile atomice, pentru că nu au putut crește cristale mari perfecte. Chiar și micile cristale sub formă de pulbere pe care le puteau obține erau imperfecte și dezordonate.

Cristalografia cu raze X este modalitatea standard de a descoperi aranjamentele atomice ale materialelor mai complicate. Un exemplu faimos, timpuriu, a fost modul în care Rosalind Franklin l-a folosit pentru a afla structura ADN-ului. Ea a izolat bucăți mari și perfecte de ADN în formă cristalină și apoi le-a iluminat cu raze X. Razele X sunt atât de mici încât difractează prin spațiile dintre atomi, în același mod în care lumina vizibilă difractează prin fantele din metal. Făcând matematica asupra modelului de difracție, puteți da seama de distanța dintre fantele – sau atomii – care l-au creat.

Odată ce cunoașteți structura atomică a unui material, se deschide o lume cu totul nouă. Oamenii de știință din materiale folosesc aceste informații pentru a proiecta materiale specifice pentru a face lucruri speciale. De exemplu, poate aveți un material care îndoaie lumina în moduri reci, astfel încât să devină invizibil sub lumina ultravioletă. Dacă înțelegeți structura atomică, ați putea să o modificați - să înlocuiți un element similar de o dimensiune diferită într-un anumit loc, de exemplu - și să îl faceți să facă același lucru în lumina vizibilă. Voila, o mantie de invizibilitate!

Calcogenolații hibridi, compușii studiați de Hohman, nu te vor face invizibil. Dar ar putea face noi catalizatori chimici și semiconductori excelenți. În prezent, lucrează cu altele pe bază de argint. Preferatul lui, mithrene, este făcut din argint și seleniu și strălucește un albastru strălucitor în lumina UV sau „oricand sunt studenți prin preajmă”, spune Hohman.

Elyse Schreiber, o studentă absolventă la chimie în laboratorul lui Hohman, convinsă Hohman, ar trebui să încerce oricum să lumineze unii dintre calcogenolații hibrizi mici și dezordonați într-un fascicul de raze X de mare putere. Dacă ar putea să-și dea seama de matematică, le-ar rezolva toate problemele.

În timp ce lucra la Linac Coherent Light Source la acceleratorul liniar SLAC din Menlo Park, California, Schreiber l-a întâlnit pe Aaron Brewster, cercetător la Berkeley. Brewster a menționat că a rezolvat matematica necesară pentru a rezolva structura cristalină a materialelor dificile folosind cristalografia cu raze X. Dar avea nevoie de ceva pe care să-l testeze. Hohman și Schreiber aveau materialul. Au furnizat o mulțime de cristale minuscule, imperfecte de calcogenolat, pe care le-au amestecat în apă emulsionată cu săpunul de vase Dawn (un alt element indispensabil în laboratorul lui Hohman, care strălucește în albastru) și le-au aruncat cu jeturi în fasciculul de accelerație. Fiecare impuls de raze X a iluminat cristalele incredibil de puternic, permițându-i lui Brewster să surprindă un instantaneu al structurilor atomice a sute de cristale minuscule. Cu suficiente instantanee, Brewster a reușit să ruleze calculele și să-și dea seama cum erau aranjați atomii.

Nu numai că au rezolvat structurile cristaline, ci și-au dat seama și că cele mai bune presupuneri anterioare despre acele structuri. greșise. Teoretic, tehnica, numită cristalografie femtosecundă în serie cu molecule mici, sau smSFX, poate fi utilizată pentru orice substanță chimică sau material.

Oamenii de știință informatician Nicolas Sauter și Daniel Paley de la Laboratorul Național Lawrence Berkeley au ajutat, de asemenea, la dezvoltarea smSFX. Când ai o pudră adevărată, explică Paley, este ca și cum ai avea un milion de cristale care sunt toate amestecate, pline de imperfecțiuni și amestecate în orice orientare posibilă. În loc să difracte întregul amestec și să obțină o citire tulbure a densităților de electroni, precum tehnicile existente de difracție pe pulbere, smSFX este atât de precis încât poate difracta boabele individuale, pe rând. „Acest lucru îi conferă un efect special de ascuțire”, a spus el. „Deci acesta este de fapt genul de sos secret al acestei metode. În mod normal, împușci toate milioanele deodată, dar acum împușci 10.000 toate în secvență”, spune Paley.

„Există o gamă uriașă de dinamica fizică și chiar chimică fascinantă care are loc la intervale de timp ultrarapide și această tehnică ne-ar putea ajuta să înțelegem modul în care aceste evenimente dinamice afectează structura materialelor microcristaline. Într-un fel, conectând punctele dintre structura unui material și funcția acestuia", explică Schreiber. Hohman este la fel de încântat de succesul lor.

„Acum că putem rezolva aceste structuri greu de cristalizat, putem proiecta cele mai bune” structuri pentru scopurile noastre, spune Hohman. Adesea, un material se va apropia de a avea o anumită proprietate dezirabilă, dar structura sa cristalină nu va fi tocmai corectă. Hohman speră că, cu datele pe care le pot obține din cristalografia cu raze X folosind tehnica lui Brewster, ei pot proiecta materiale mai bune de la zero.

Acum, Hohman și Brewster colaborează cu Tess Smidt, un specialist în învățarea automată. la MIT, pentru a încerca să învețe un computer să proiecteze materiale cu proprietăți specifice.

Această lucrare a implicat utilizarea laserului cu electroni liberi SACLA din Japonia, a Linac Coherent Light Source la SLAC National Accelerator Laboratory și Molecular Foundry și National Energy Research Scientific Computing Centers, Departamentul de Energie al SUA, facilitățile utilizatorilor Biroului de Știință situate la Berkeley Lab.


(Fluierul)


Linkul direct catre Petitie

CEREM NATIONALIZAREA TUTUROR RESURSELOR NATURALE ALE ROMANIEI ! - Initiativa Legislativa care are nevoie de 500.000 de semnaturi - Semneaza si tu !

Comentarii:


Adauga Comentariu



Citiți și cele mai căutate articole de pe Fluierul:

_ Începe weekendul cu oferte noi și economisește până la 63% reducere

_ Nouă spitale şi SABIF vor asigura asistenţa medicală de urgenţă în Bucureşti de 1 iunie

_ Elveția se apropie de un referendum pentru achiziționarea avioanelor F-35

_ John Terry și Rio Ferdinand deschid răni vechi în cearta pe Twitter

_ Rusia construiește noua ordine mondială - Lavrov anunță o lovitură uriașă: Argentina și Arabia Saudită ar fi interesate să se alăture BRICS

_ Bărbat de 71 de ani, grav rănit după ce s-a lovit cu scuterul de o maşină

_ BBC îşi va muta posturile de copii și cultural în online, pentru a reduce costurile

_ Guvernul se chinuie să împiedice explozia prețului la pâine - Se scot cereale din rezervele de stat (surse)

_ Igor Dodon, mesaj din arestul la domiciliu: Sfârșitul guvernării PAS se aproprie. Unele dictaturi cad din propria prostie

_ Un jucător de fotbal suspendat pentru că a băut bere în timpul unui joc dezvăluie cât de obraznic i-a schimbat viața

_ O persoană, rănită într-un accident pe DN1 - Traficul este oprit în zonă

_ Un bărbat a găsit o grenadă, pe care a ridicat-o şi a mers la bar cu ea

_ Două transporturi cu 46,5 tone de deşeuri din cauciuc, oprite la frontieră

_ Proiect de OUG pentru îmbunătăţirea cadrului de salarizare a personalului din Apărare

_ Canada a anulat meciul amical cu Iran, după ce un avion de linie transportând în special cetăţeni canadieni a fost doborât de armata iraniană

_ Stefanos Tsitsipas, numărul 4 mondial şi finalist anul trecut la Roland Garros, s-a calificat în turul al treilea la Roland Garos

_ Guvernul lansează 'FamilyStart': Tinerele familii vor putea împrumuta până la 75.000 de lei

_ Sărbătorile zilei de 27 mai

_ Bombardamente puternice în timpul nopții la Harkov. Ucrainenii acuză că au fost lovite zone rezidențiale și sunt pierderi serioase printre civili

_ Machine Gun Kelly merită textul logodnicei Megan Fox drept inspirație pentru comedia cu stoner Good Mourning

_ Lucrurile Reich: PETER HOSKIN recenzii Sniper Elite 5

_ Rușii de la Gazprom anunță dividende record: Acționarilor li se vor distribui 20 de miliarde de dolari

_ Billie Eilish își amintește că s-a simțit „atât de speriată” și-a făcut debutul TV în timpul zilei la Ellen: „A fost o nebunie”

_ Romania mai are de asteptat la usa SCHENGEN!

_ Cum starul AFL Brian Lake și-a bătut demonii după două perioade de spitalizare psihică și aproape de închisoare

_ DNA lovește fulgerător - La o lună de la `înghesuirea` vicepreședintelui CJ Suceava îl `pasează` judecătorilor pentru luare de mită și trafic de influență

_ Casey Affleck, 46 de ani, împărtășește un sărut pasional cu iubita plină de farmec Caylee Cowan, 24 de ani

_ Fost vicepreşedinte de consiliu judeţean, trimis în judecată pentru luare de mită

_ De la fum de droguri legale, la miros de lână de oaie: românii confundă Garda de Mediu cu Poliția și fac sesizări de râsul curcilor

_ ISTORIA FĂRĂ PERDEA Marius Oprea / Henry Kissinger, de la ”numărul 2 la Casa Albă”, la purtător de cuvînt al lui Putin şi Xi Jinping

_ 'O să îmi iau niște înjurături!' Victor Becali îi supără pe suporterii lui Dinamo: E mai bine ca echipa să retrogradeze

_ Fata, de 11 ani, a supraviețuit masacrului școlii din Texas unsându-și sângele unei prietene pentru a părea moartă

_ Erou polițist CBP s-a repezit la școala de masacr din Texas cu pușca după ce soția profesorului i-a trimis un mesaj: „Ajutor”

_ Kmart Sous Vide Cooker ia internetul cu asalt

_ Impact devastator, cu milioane de oameni în foamete: După ce a restricționat exporturile de grâu și zahăr, India ar putea proceda la fel cu orezul

_ Virgil Popescu şi-a retras candidatura la funcţia de prim-vicepreşedinte PNL

_ Robert De Niro vorbește cu Leonardo DiCaprio în timp ce își păstrează un profil scăzut la gala de caritate amfAR de la Cannes

_ Oficialul Departamentului de Siguranță Publică din Texas spune că polițiștii au fost reticenți �n a-l elimina pe �mpușcatorul Uvalde pentru că �ar fi putut fi �mpușcați�

_ COMENTARIU POSTA ZILNIC: Taxele și cheltuielile nu pot deveni un obicei conservator

_ Haas se va alătura lui Titans cu normă întreagă din 2023': Gold Coast face o treabă expertă în a-i troling pe fanii NRL

_ Mama Uvalde a fost încătușată după ce i-a îndemnat pe polițiști să asculte școala, apoi și-a salvat ea însăși copiii

_ Vasile Dîncu: 'Cel mai trist moment al meu este spre seară, când sunt obligat să semnez demisii din sistemul militar'

_ China vrea să producă mai multă carne de porc. ADN-ul din ureche prezice cât de performant va fi un porc, sporind şansele de a selecta cei mai buni reproducători

_ Erika Jayne acuzată că a întârziat procesul de fraudă împotriva ei de 5 MILIOANE de dolari, prin nedepunerea impozitelor companiei

_ Jodie Foster va juca în viitorul sezon al patrulea al dramei antologice True Detective de la HBO

_ Live: Zelensky acuză Rusia de „genocid” în Donbas

_ Bursa de la Bucureşti a deschis pe verde ultima șednță a săptămânii

_ Vești colosale pentru o anumită categorie de elevi! Guvernul va acorda noi sume de bani

_ Perfect collaboration with private environment combats corruption (FBI representatives)

_ Un al treilea bărbat, reţinut pentru port de arme albe, după un conflict la un club din Mamaia

_ Colaborarea perfectă cu mediul privat poate combate corupţia (reprezentanţi FBI)

_ Scădere uşoară a numărului ucrainenilor care au intrat în ţară în ultimele 24 de ore

_ AC Monza a învins-o pe AC Pisa, în prima manşă a barajului de promovare în prima ligă italiană de fotbal

_ Tennis: Monica Niculescu starts on the right foot in women's doubles event at Roland Garros

_ Kayserispor, cu Silviu Lung Jr. în poartă, a pierdut finala Cupei Turciei în prelungiri, sscor 2-3, cu Sivasspor

_ Câștigătorul Premiership, Jordan Roughead, îi șochează pe colegii de echipă din Collingwood, retrăgându-se la 31 de ani

_ Tesla a depus o cerere de extindere a uzinei din Germania

_ Nicuşor Dan are un bebeluş: „Miracolul s-a produs din nou”

_ Ipocritul democrat Chuck Schumer blochează legislația privind siguranța școlii după �mpușcăturile din Texas

_ Giddy Eva Longoria face o afișare FOARTE jucăușă cu Natasha Poly


Pag.1 Pag.2 Pag.3 Pag.4 Pag.5 Pag.6 Pag.7
Pag.8 Pag.9 Pag.10 Pag.11 Pag.12 Pag.13 Pag.14 Pag.15
Pag.16 Pag.17 Pag.18 Pag.19 Pag.20 Pag.21 Pag.22 Pag.23
Pag.24

Nr. de articole la aceasta sectiune: 1440, afisate in 24 pagini.



ieri 21:19 _ TREBUIE CITIT
ieri 21:18 _ IMAGINA ACESTA
ieri 21:13 _ SCI-FI
ieri 21:13 _ DEBUTĂ
ieri 21:13 _ THRILLERE