دراسة تكشف أن الضغط هو المسؤول عن نشاط الماء في المساحات النانوية

أظهرت دراسة جديدة أن الماء المحصور في مساحات صغيرة ليس أكثر نشاطًا كيميائيًا بطبيعته من الماء في حالته العادية. وبدلاً من ذلك، فإن الضغوط العالية التي تتولد طبيعيًا داخل هذه المساحات تفسر معظم التغيرات الملحوظة في الخصائص الكيميائية.

استخدم الباحثون محاكاة التعلم الآلي لفحص المياه المحتجزة بين طبقات من الجرافين ونتريد البورون السداسي. ووجدوا أن قوى فان دير فالس تجذب الطبقات نحو بعضها البعض، مما يولد ضغوطًا تصل إلى عدة غيغاباسكال دون الحاجة لأي قوة خارجية. وعند مقارنة الأنظمة عند نفس الإمكانات الكيميائية، اختفى تأثير الحصر إلى حد كبير. وأكد المؤلف الرئيسي خافيير آر. أدفيينكولا أن الحصر بحد ذاته لا يغير من نشاط الماء جوهريًا. ومع ذلك، لا تزال المادة المحيطة تلعب دورًا مهمًا؛ ففي القطرات المحصورة بنتريد البورون السداسي، ارتبطت أيونات الهيدروكسيد بالسطح مما أدى إلى زيادة التفكك، بينما لم ينتج الجرافين مثل هذا التأثير نظرًا لطبيعته الكيميائية الخاملة. وتقدم هذه النتائج، التي نُشرت في مجلة ساينس أدفانسز، مبدأً تصميميًا للأجهزة النانوية، حيث يمكن أن تؤثر في تطوير البطاريات وخلايا الوقود والأغشية من خلال توضيح كيفية ضبط النشاط الكيميائي عبر الضغط والتفاعلات السطحية.

مقالات ذات صلة

Photorealistic close-up of a POMbrane crystalline membrane with 1nm pores for molecular filtration
صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي

أغشية "بومبرين" المستوحاة من الطبيعة تستخدم مسامًا منتظمة بحجم نانومتر واحد لترشيح جزيئي فائق الانتقائية

من إعداد الذكاء الاصطناعي صورة مولدة بواسطة الذكاء الاصطناعي تم التحقق من الحقائق

أفاد باحثون من الهند وسنغافورة عن ابتكار غشاء بلوري مصنوع من مجموعات البولي أوكسوميتالات التي تحتوي على فتحات جوهرية بعرض نانومتر واحد تقريبًا، مما يتيح عمليات فصل جزيئية دقيقة للغاية يمكن أن تساعد في خفض استهلاك الطاقة في بعض خطوات التنقية الصناعية وإعادة استخدام المياه.

وجد باحثون طريقة لتشغيل وإيقاف الموصلية الفائقة في الجرافين ثنائي الطبقات الملتوي من خلال تعديل بيئته المحيطة. يتحدى هذا الاكتشاف النظريات التقليدية وقد يسهم في تطوير إلكترونيات موفرة للطاقة. وقد نُشر هذا العمل في دورية Nature Physics.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

يشير تحليل جديد أجرته جامعة كوين ماري في لندن إلى أن الثوابت الفيزيائية للكون تقع ضمن نطاق ضيق يسمح للسوائل بالتدفق بشكل مناسب داخل الخلايا الحية.

ابتكر باحثون حالة كمية جديدة تُعرف باسم "بحر فيرمي الجزئي" باستخدام ذرات السيزيوم فائقة البرودة في بعد واحد. ويُظهر البحث، الذي نُشر في دورية "فيزيكال ريفيو ليترز"، أن الجسيمات تنظم نفسها بطرق تتجاوز النظريات القياسية.

من إعداد الذكاء الاصطناعي

استخدم باحثون في مختبر لورانس ليفرمور الوطني مفاعل تدفق البلازما لإعادة تكوين الظروف داخل كرة النار النووية. وتُظهر تجاربهم أن معدلات التبريد والتاريخ الحراري تؤثر بشكل كبير على كيفية تشكل الجسيمات المشعة، لا سيما بالنسبة للعناصر المتطايرة مثل السيزيوم.

يستخدم هذا الموقع ملفات تعريف الارتباط

نستخدم ملفات تعريف الارتباط للتحليلات لتحسين موقعنا. اقرأ سياسة الخصوصية الخاصة بنا سياسة الخصوصية لمزيد من المعلومات.
رفض