Etap nan direksyon nanoteknoloji
Plizyè milye ane de sa, moun te mande nan kisa kò ki antoure yo fèt. Repons yo varye. Nan ansyen Lagrès, syantis yo te eksprime opinyon ke tout kò yo fèt ak ti eleman endivizib, ke yo te rele atòm. Ki jan ti kras, yo pa t 'kapab presize. Pandan plizyè syèk, opinyon moun Lagrès yo rete sèlman ipotèz. Yo te retounen yo nan XNUMXyèm syèk la, lè eksperyans yo te pote soti nan estime gwosè a nan molekil ak atòm.
Youn nan eksperyans yo istorikman enpòtan, ki te fè li posib yo kalkile gwosè patikil, te pote soti Syantis angle Lord Rayleigh. Depi li senp pou fè e an menm tan an trè konvenkan, ann eseye repete li lakay ou. Apre sa, nou ale nan de lòt eksperyans ki pral pèmèt nou aprann kèk nan pwopriyete yo nan molekil.
Ki gwosè patikil yo?
Diri. 1. Yon metòd pou prepare yon sereng pou mete yon solisyon lwil nan gazolin ekstrè nan li; p - poksilin,
c - sereng
Ann eseye reponn kesyon sa a nan fè eksperyans sa a. Soti nan yon sereng 2 cm3 retire plonje a epi sele priz li ak Poxiline pou li konplètman ranpli tib priz la ki fèt pou ensèsyon zegwi a (figi 1). Nou tann kèk minit jiskaske Poxilina vin di. Lè sa rive, vide nan sereng la apeprè 0,2 cm3 lwil manjab epi ekri valè sa a. Sa a se kantite lwil oliv yo itilize.o. Ranpli volim ki rete nan sereng la ak gazolin. Melanje tou de likid ak yon fil jiskaske yo jwenn yon solisyon omojèn epi ranje sereng la vètikal nan nenpòt detantè.
Lè sa a, vide dlo tyèd nan basen an pou ke pwofondè li se 0,5-1 cm.Sèvi ak dlo tyèd, men pa cho, pou ke vapè k ap monte a pa ka wè. Nou trennen yon bann papye sou sifas dlo a plizyè fwa tanjansyèlman nan li pou netwaye sifas polèn o aza.
Nou kolekte yon ti melanj lwil oliv ak gazolin nan gout la epi kondwi gout nan sant la nan veso a ak dlo. Dousman peze sou gonm la, nou lage yon ti gout ke posib sou sifas dlo a. Yon gout nan yon melanj lwil oliv ak gazolin pral gaye lajman nan tout direksyon sou sifas dlo a epi fòme yon kouch trè mens ak yon epesè ki egal a yon dyamèt patikil nan kondisyon ki pi favorab - sa yo rele an. kouch monomolekilè. Apre kèk tan, anjeneral, kèk minit, gazolin lan pral evapore (ki se akselere pa ogmantasyon nan tanperati dlo), kite yon kouch lwil oliv monomolekilè sou sifas la (figi 2). Kouch ki kapab lakòz pi souvan gen fòm yon sèk ki gen yon dyamèt plizyè santimèt oswa plis.
Diri. 2. Monomolekilè kouch lwil oliv sou sifas dlo a
m - basen, c - dlo, o - lwil oliv, D - dyamèt fòmasyon, d - epesè fòmasyon
(gwosè patikil lwil oliv)
Nou eklere sifas dlo a lè nou dirije yon gwo limyè ki soti nan yon flach dyagonalman sou li. Akòz sa a, limit yo nan kouch la pi vizib. Nou ka fasilman detèmine dyamèt apwoksimatif li D apati yon règ ki te kenbe jis anlè sifas dlo a. Lè nou konnen dyamèt sa a, nou ka kalkile sipèfisi kouch S la lè l sèvi avèk fòmil pou zòn yon sèk:
Si nou te konnen ki volim lwil oliv V1 ki genyen nan gout la tonbe, Lè sa a, dyamèt la nan molekil lwil oliv d la ta ka fasil kalkile, an konsideran ke lwil la fonn ak fòme yon kouch ak yon sifas S, sa vle di:
Apre konpare fòmil (1) ak (2) ak yon transfòmasyon senp, nou jwenn yon fòmil ki pèmèt nou kalkile gwosè yon patikil lwil oliv:
Fason ki pi fasil, men se pa pi egzak la pou detèmine volim V1 se tcheke konbyen gout yo ka jwenn nan volim total melanj ki genyen nan sereng la epi divize volim lwil oliv Vo itilize pa nimewo sa a. Pou fè sa, nou kolekte melanj lan nan yon pipèt epi kreye ti gout, ap eseye fè yo menm gwosè ak lè yo tonbe sou sifas dlo a. Nou fè sa jiskaske tout melanj lan fin itilize.
Yon metòd ki pi egzak, men plis tan konsome se repete gout lwil oliv sou sifas dlo a, jwenn yon kouch monomolekilè nan lwil oliv ak mezire dyamèt li. Natirèlman, anvan yo fè chak kouch, yo dwe vide dlo a ak lwil ki te deja itilize nan basen an epi vide pwòp. Apati mezi yo jwenn yo, yo kalkile mwayèn aritmetik la.
Ranplase valè yo jwenn nan fòmil (3), pa bliye konvèti inite yo epi eksprime ekspresyon an mèt (m) ak V.1 nan mèt kib (m3). Jwenn gwosè patikil la an mèt. Gwosè sa a pral depann de kalite lwil oliv yo itilize. Rezilta a ka inègza akòz senplifye sipozisyon yo te fè, an patikilye paske kouch la pa t monomolekilè e ke gwosè yo ti gout pa t 'toujou menm. Li fasil pou wè ke absans yon kouch monomolekilè mennen nan yon surestimasyon nan valè a nan d. Gwosè abityèl yo nan patikil lwil oliv yo nan seri a nan 10.-8-10-9 m. Blòk 10-9 m rele nanomèt epi li souvan itilize nan jaden an en ke yo rekonèt kòm nanotechnologie.
"Disparisyon" volim likid
Diri. 3. Desen an nan veso tès la kontraksyon likid;
g - transparan, tib plastik, p - poksilin, l - règ,
t - tep transparan
De eksperyans sa yo pral pèmèt nou konkli ke molekil diferan kò yo gen diferan fòm ak gwosè. Pou fè premye a, koupe de moso nan tib plastik transparan, tou de 1-2 cm nan dyamèt entèn ak 30 cm nan longè.Se chak moso nan tib kole ak plizyè moso nan tep adezif nan kwen an nan yon règ separe opoze echèl la (figi. . 3). Fèmen pwent pi ba yo nan kawotchou yo ak ploge poksilin. Ranje tou de règ ak kawotchou kole nan yon pozisyon vètikal. Vide ase dlo nan youn nan kawotchou yo pou fè yon kolòn apeprè mwatye longè kawotchou a, di cm 14. Vide menm kantite alkòl etilik nan dezyèm tib tès la.
Koulye a, nou mande, ki wotè kolòn nan melanj tou de likid yo? Ann eseye jwenn yon repons pou yo eksperimantal. Vide alkòl nan kawotchou dlo a epi imedyatman mezire nivo siperyè likid la. Nou make nivo sa a ak yon makè ki enpèmeyab sou kawotchou a. Lè sa a, melanje tou de likid ak yon fil epi tcheke nivo a ankò. Kisa nou remake? Li sanble ke nivo sa a te diminye, i.e. volim melanj lan pi piti pase sòm volim engredyan yo itilize pou pwodui li. Fenomèn sa a rele kontraksyon volim likid. Rediksyon nan volim se nòmalman yon kèk pousan.
Eksplikasyon modèl
Pou eksplike efè konpresyon, nou pral fè yon eksperyans modèl. Molekil alkòl nan eksperyans sa a pral reprezante pa grenn pwa, ak molekil dlo yo pral grenn pavot. Vide pwa gwo-grenn apeprè 0,4 m segondè nan premye plat la, etwat, transparan, pou egzanp, yon bokal wo.Vide grenn Poppy nan dezyèm veso ki sanble nan menm wotè a (foto 1a). Lè sa a, nou vide grenn pavot nan yon veso ki gen pwa epi sèvi ak yon règ pou mezire wotè ki nivo siperyè grenn yo rive. Nou make nivo sa a ak yon makè oswa yon bann kawotchou pharmaceutique sou veso a (foto 1b). Fèmen veso a epi souke li plizyè fwa. Nou mete yo vètikal epi tcheke nan ki wotè nivo siperyè melanj grenn lan kounye a rive. Li sanble ke li pi ba pase anvan melanje (foto 1c).
Eksperyans lan te montre ke apre melanje, ti grenn Poppy te ranpli espas lib ant pwa yo, kòm yon rezilta volim total ki te okipe pa melanj lan diminye. Yon sitiyasyon menm jan an rive lè melanje dlo ak alkòl ak kèk lòt likid. Molekil yo vini nan tout gwosè ak fòm. Kòm yon rezilta, pi piti patikil ranpli twou vid ki genyen ant pi gwo patikil ak volim nan likid la redwi.
Foto 1. Etap sa yo nan etid la nan modèl la konpresyon:
a) pwa ak grenn pavot nan veso separe,
b) grenn apre koule, c) rediksyon nan volim grenn apre melanje
Enplikasyon modèn
Jodi a li byen konnen ke tout kò ki bò kote nou yo konpoze de molekil, ak sa yo, nan vire, yo fòme ak atòm. Tou de molekil ak atòm yo nan mouvman o aza konstan, vitès la nan ki depann de tanperati. Mèsi a mikwoskòp modèn, espesyalman mikwoskòp la optik tinèl (STM), atòm endividyèl yo ka obsève. Genyen tou metòd li te ye ki itilize yon mikwoskòp fòs atomik (AFM-), ki pèmèt ou deplase avèk presizyon atòm endividyèl yo epi konbine yo nan sistèm yo rele. nanoestrikti. Efè a konpresyon tou gen enplikasyon pratik. Nou dwe pran sa a an kont lè w ap chwazi kantite sèten likid ki nesesè pou jwenn yon melanj volim ki nesesè yo. Ou dwe pran li an kont, incl. nan pwodiksyon an nan vodka, ki, jan ou konnen, yo se melanj nan sitou alkòl etilik (alkòl) ak dlo, depi volim nan bwè a ki kapab lakòz yo pral mwens pase sòm total la nan komèsan yo nan engredyan yo.
