חוקר מאוניברסיטת קליפורניה ריוורסייד מצלם תמונות של תנועת מולקולות בהפרשי זמן של מיליארדית השנייה
אוניברסיטת קליפורניה ריוורסייד
לודוויג ברטלס. קרדיט: UCR
כתובת ישירה לדף זה:
https://www.hayadan.org.il/molpics0804.html
שיטה חדשה מאפשרת למדענים לרדת לעומקן של שאלות בסיסיות במדעי פני השטח של חומרים.
צוות חוקרים, ביניהם לודוויג ברטלס (Bartels), פרופסור לכימיה מאוניברסיטת קליפורניה ריוורסייד, פיתח שיטה לצילום תמונות מהירות במיוחד של תנועת אטומים ומולקולות. הפיתוח החדש נחשב כהתקדמות רצינית בתחום מדעי פני השטח של החומרים, תחום החוקר את התגובות הכימיות, המתרחשות על פני השטח של מוצקים.
תוצאות המחקר מתפרסמות בגיליון הנוכחי של כתב העת המדעי Science. בנוסף פורסמו התוצאות בגיליון העשרים וארבעה ביוני של Science Express. המאמר, שנקרא “Real-Space Observation of Molecular Motion Induced by Femtosecond Laser Pulses” (“צפייה אמיתית בתנועה מולקולרית במרחב, הנוצרת בעקבות פולסים של לייזרי פמטושניות” בתרגום לעברית. פמטושנייה היא החלק העשר בחזקת 15 של השנייה), עוסק בתנועתן של מולקולות פחמן חד חמצני על גבי משטח נחושת, כאשר הן מופגזות בדפקי לייזר מהירים במיוחד.
“עלה בידנו לזהות שלב אחרי שלב את העתק המולקולות, שנעו במהירות גבוהה במיוחד כתוצאה מדפקי לייזר פמטושנייה,” אמר ברטלס, באפיינו את השיטה החדשה כמעין שיטה לצילום תנועת המולקולות. שותפיו למאמר של ברטלס הם טוני פ. היינץ (Heinz), דיאטמר מולייר (Moller) ופנג וונג (Wang) מאוניברסיטת קולומביה וארנסט קנסל (Knoesel) מאוניברסיטת רוואן בגלסבורו, ניו ג'רזי.
“למיקרוסקופים סורקים יש את היכולת להגיע ישירות למרחב בסדרי הגודל של אטומים ומולקולות,” אמר ברטלס. “בעוד שלשיטות לייזרי פמטושנייה יש את היכולת להגיע לזמנים מסדר גודל של אירועים אטומיים.”
“הבעייה המאתגרת של שילוב שתי היכולות האלה עוררה עניין רב,” הוא הוסיף. “למרות שעדיין לא השגנו את המטרה האולטימטיבית של סרטי זמן ומרחב אמיתיים, אנו מאמינים, שהמאמר הנוכחי עוסק בהתקדמות חשובה מאוד בכיוון שילוב שתי השיטות החזקות הללו.”
השיטה החדשה מאפשרת למדענים לחקור שאלות בסיסיות ביותר במדעי פני השטח של החומרים, אומרים ברטלס ושותפיו לכתיבת המאמר. בין השאלות הללו ניתן למצוא שאלות, כגון אילו תהליכים על פני השטח של חומר מניעים את התרחשות תהליך הדיפוזיה על פניו? דיפוזיה בפני השטח של חומר היא תהליך בסיסי וחשוב במדעי פני השטח של חומרים. יש לה תפקיד חשוב בתהליכים שונים כגון היווצרות גבישים ופעילותם של זרזים כימיים.
“זהו מחקר מאוד בסיסי, אך יש לו השלכות על תחומים רבים אחרים במדע,” אמר ברטלס. “זרזים, כמו זה שנמצא במערכת האגזוז בכל מכונית, עשויים מחומרים נקבוביים. גז האגזוז עובר דרך החומר הנקבובי, והמזהמים בגז, כגון פחמן חד חמצני וחנקן חד חמצני, נדבקים לפני השטח של החומר המזרז.”
חלק קטן משטח הזרז יכול, בעקרון, להפוך את המזהמים לגזים בלתי מזיקים, בעוד ששאר שטח הזרז יתמוך באתרים הפעילים הללו. הבנת תנועתן של מולקולות פחמן חד חמצני על פני משטח חומר מזרז בדרך למציאת האתרים הפעילים עשויה בסופו של דבר להוביל לתכנון זרזים יעילים יותר. ממצאי המאמר מציעים דרך חדשה לחקר תנועותיו המהירות ביותר של הפחמן החד חמצני על פני משטחים.
תרגום:
דיקלה אורן
ההודעה לעיתונות מטעם אוניברסיטת קליפורניה ריוורסייד
ידען הפיסיקה
https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~917459289~~~95&SiteName=hayadan
