ท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่อะตอมอาจกลายเป็นพื้นฐานของเทคโนโลยีใหม่ที่สำคัญ ตั้งแต่ทรานซิสเตอร์ระดับโมเลกุลไปจนถึงลิฟต์ที่สามารถขึ้นสู่อวกาศได้ ความไม่แน่นอนที่มีมาช้านานเกี่ยวกับการเจริญเติบโตของท่อนาโนและเส้นใยคาร์บอนบางเฉียบอื่นๆ ทำให้ความพยายามในการบรรลุวิสัยทัศน์ดังกล่าวช้าลง (SN: 10/5/02, p. 218: Ribbon to the Stars ) ช่องว่างความรู้ดังกล่าวยังขัดขวางวิศวกรที่พยายามป้องกันการก่อตัวของหนวดเคราคาร์บอนในระดับนาโนที่ไม่ต้องการในกระบวนการทางเคมีอุตสาหกรรมต่างๆ ซึ่งเส้นใยจะหยุดการทำงานของตัวเร่งปฏิกิริยา
หนอนท่อนาโน ท่อคาร์บอนบางเฉียบ (สีเขียว) ตามรอยจากกลุ่มนิกเกิลขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 นาโนเมตร (สีน้ำเงิน) ที่เร่งการเติบโตของพวกมัน
HALDOR ทอปเซอ A/S
ตอนนี้ ทีมนักวิจัยในเดนมาร์กได้สร้างภาพยนตร์ระดับอะตอมของการก่อตัวของเส้นใยนาโนคาร์บอน การดูการเจริญเติบโตของเส้นใยดังกล่าวที่มีรายละเอียดมากที่สุดเท่าที่เคยมีมานี้ทำให้ภูมิปัญญาที่แพร่หลายเกี่ยวกับการโยกย้ายของอะตอมในระหว่างกระบวนการ นอกจากนี้ยังเผยให้เห็นพฤติกรรมที่คาดไม่ถึงของตัวเร่งปฏิกิริยาโลหะ เช่น นิกเกิล ที่ช่วยในการพัฒนาเส้นใย
หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ
หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี
ที่อยู่อีเมล*
ที่อยู่อีเมลของคุณ
ลงชื่อ
ในการทดลองของพวกเขา ซึ่งอธิบายไว้ในNature เมื่อวันที่ 29 มกราคม Stig Helveg จากบริษัท Haldor Topsøe A/S ซึ่งเป็นบริษัทเร่งปฏิกิริยาใน Lyngby และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ไหลก๊าซมีเทนที่อุดมด้วยคาร์บอนเหนือกระจุกอะตอมของนิกเกิลในระดับนาโนบนฐานเซรามิก ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิเตาภายในกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องผ่านที่ออกแบบเอง
เมื่อโมเลกุลของมีเทนแตกตัว นักวิจัยได้รวบรวมหลักฐานว่าอะตอมของคาร์บอนวิ่งผ่านพื้นผิวของกระจุกนิกเกิลไปยังจุดที่ขอบของเส้นใยนาโนใหม่กำลังเก็บสะสมอะตอมเพิ่มเติม ที่นั่น อะตอมของคาร์บอนดูเหมือนจะแทนที่อะตอมของโลหะจากพื้นผิว ซึ่งนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของกระจุกดาวอย่างน่าทึ่ง
สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์
รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ
ติดตาม
ตามที่คาดไว้ เส้นใยคาร์บอนที่กำลังพัฒนาแต่ละเส้นถูกลากออกจากกลุ่มนิเกิลเพียงก้อนเดียว—มากเท่ากับถุงเท้าที่โผล่ออกมาจากชุดไม้นิต อย่างไรก็ตาม การค้นพบที่น่าตกใจคือการค้นพบว่ากลุ่มนาโนนิกเกิลมีการเต้นเป็นจังหวะอย่างรวดเร็วและรุนแรงในขณะที่ทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยา ในวัฏจักรซ้ำๆ พวกมันจะเริ่มเป็นทรงกลม จู่ๆ ก็แปรสภาพเป็นเสาเล็กๆ แล้วเปลี่ยนกลับเป็นทรงกลม เฮลเวกกล่าว เห็นได้ชัดว่า morphing เป็นผลมาจากการโยกย้ายอะตอมของนิกเกิลภายในคลัสเตอร์ซ้ำ ๆ ซึ่งหลุดออกจากการเติบโตของเส้นใย นักวิจัยจาก Technical University of Denmark ซึ่งอยู่ในเมือง Lyngby ได้คำนวณพารามิเตอร์บางอย่างของกระบวนการ ผลลัพธ์ของพวกเขามีส่วนทำให้เกิดภาพใหม่ของการสร้างเส้นใย
Helveg และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ให้ “วิธีแก้ปัญหาที่รอคอยมานานสำหรับความลึกลับของการเติบโตของเส้นใยนาโน [คาร์บอน]” Pulickel M. Ajayan จาก Rensselaer Polytechnic Institute ในเมืองทรอย รัฐนิวยอร์ก กล่าวในคำอธิบายในวารสารNature ฉบับ เดียวกัน
Abhaya K. Datye จาก University of New Mexico ใน Albuquerque กล่าวว่า “ก่อนหน้านี้เป็นที่ยอมรับกันว่าการเจริญเติบโตของเส้นใยคาร์บอนเกิดขึ้นจากการแพร่กระจายของคาร์บอนผ่านอนุภาคนิกเกิล “การศึกษานี้ท้าทายแบบจำลองนั้นและเสนอว่าคาร์บอนจะกระจายไปทั่วพื้นผิวแทน”
การค้นพบใหม่นี้น่าจะนำไปสู่ทั้งการผลิตเส้นใยที่ดีขึ้นและการเก็บรักษาตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดีขึ้น Helveg กล่าว เมื่อก่อตัวขึ้น เส้นใยนาโนคาร์บอนสามารถประกอบเป็นโครงสร้างต่างๆ ได้มากมาย รวมถึงท่อนาโนคาร์บอน (SN: 11/22/03, p. 324: มีให้สำหรับสมาชิกที่ไม่ต้องประกอบ: DNA นำวงจรท่อนาโนคาร์บอนมาไว้ในแนวเดียวกัน ) และตอนนี้นักวิจัยต้องการ เรียนรู้ว่าผลการวิจัยใหม่นำไปใช้อย่างกว้างขวางเพียงใด
credit : clarenceboddicker.com
offspringvideos.com
newsenseries.com
signalhillhikerphotography.com
jardinerianaranjo.com
3geekyguys.com
newamsterdammedia.com
platterivergolf.com
centennialsoccerclub.com
bellinghamboardsports.com
