تولید پنبه و پارچه از بلور یخ!

[yasaman hedayati]

به گفته محققان آلمانی بلورهای یخ باید حداقل 275 مولکول آب داشته باشند. این موضوع به‌عنوان یک محدودیت در مسیر استفاده از این بلورها تلقی می‌شود. از این بلورها می‌توان در تولید پنبه و پارچه استفاده کرد. برای تعیین کوچکترین حد ممکن برای تشکیل یک بلور یخ، توماس زوخ از دانشگاه گوتینگن با همکاری اودو بوک از موسسه ماکس پلانک به بررسی ابعاد مختلف خوشه‌های آب پرداختند.



به گزارش سرویس فناوری ایسنا، برای این کار آنها از طیف سنجی مادون قرمز استفاده کردند. این تیم تحقیقاتی از این طیف سنجی جهت تعیین تعداد مولکول‌های آب در هر خوشه استفاده کردند که نتایج نشان داد که بین 85 تا 475 مولکول برای تشکیل این خوشه‌ها لازم است.




گروه‌های پیشین از طیف سنجی جرمی و طیف سنجی مادون قرمز برای بررسی این خوشه‌های کوچک استفاده کرده بودند. اما این گروه تحقیقاتی سطح خوشه‌ها را با اتم‌های سدیم تقویت کردند. با این کار خوشه‌ها یونیزه شده و می‌توان با طیف‌سنجی جرمی آنها را مطالعه کرد. از انجایی این اتم‌ها در سطح خوشه‌ها قرار گرفته‌اند در نتیجه ساختار خوشه را نیز تغییر نمی‌دهد، بنابراین می‌توان با طیف‌سنجی مادون قرمز این ساختارها را مورد مطالعه قرار داد.




طیف‌سنجی مادون قرمز تنها می‌تواند فرکانس‌های ویژه‌ای را که توسط پیوندهای شیمیایی جذب می‌شود را ضبط کند. این فرکانس‌ها در محیط آبی مقداری است و در محیط یخ مقداری دیگر، این مقادیر اندکی با هم تفاوت دارند. بنابراین این گروه تحقیقاتی با استفاده از طیف سنجی مادون قرمز موفق شدند اولین شواهد از جذب انجام شده توسط 275 مولکول موجود در خوشه یخ را به‌دست آورند. این روش نقطه شروع فرآیند متبلور شدن را نشان می‌دهد این نقطه تا حدی نزدیک به نقطه‌ تبلور مولکول‌های 475 تایی از آب است.




توماس زوخ می‌گوید ما نقطه شروع متبلور شدن را که در آن هسته اولیه بلور تشکیل می‌شود را نشان دادیم. این هسته تقریبا 275 مولکول است، با افزودن مولکول‌های بیشتر، بخش بلوری خوشه رشد می‌کند. زمانی که تعداد مولکول‌ها به 475 رسید، خوشه به یک نانوبلور تبدیل می‌شود که این یکی از ویژگی‌های یخ محسوب می‌شود.

بنابراین ما توانستیم تصویری از تغییر تدریجی در خوشه‌های آب را ترسیم کنیم تصویری از تبدیل آمورف به بلور یخ.


وی عنوان کرده‌ است: خوشه‌های کوچک نمی‌توانند تبدیل به بلور یخ شوند زیرا فضای کافی برای مولکول‌های آب وجود ندارد تا پذیرای پیکربندی یخ باشد.