Наночестичките се полнат од температурни разлики - LABO ONLINE
Топло и ладно се облекувате
Наночестичките се „полнат“ од температурните разлики
Електрично наелектризираните честички вршат силни привлечни или одбивни сили едни на други. Со помош на компјутерски симулации, научниците од универзитетите во Кембриџ и Виена, предводени од Кристоф Делаго, сега успеаја да докажат дека многу слични сили дејствуваат дури и помеѓу електрично неутралните наночестички ако се поладни или потопло од течноста во која се раствораат.
Телата можат да носат електрични полнежи од два вида - позитивни или негативни - што создаваат сили помеѓу телата. Обвиненија од ист тип се одбиваат едни од други, додека полнењата со различни знаци се привлекуваат едни со други. Овие таканаречени електростатски сили се силни кога полнежите се близу, а потоа брзо се намалуваат со зголемување на растојанието. Спротивно на тоа, електрично неутралните тела не вршат никакви електростатски сили едни на други.
Научниците од универзитетите во Кембриџ и Виена сега користеа компјутерски симулации за да покажат дека наночестичките растворени во соодветна течност може да се направат да се однесуваат како да носат полнења, дури и ако се електрично неутрални. Доволно е да се загреат или ладат честичките во споредба со околната течност. Колку е поголема температурната разлика, толку се посилни силите, кои се намалуваат со растојанието, како и силите помеѓу електричните полнежи. Затоа, на наночестичките може да им се доделат ефективни полнежи, чиј знак зависи од тоа дали честичките се ладат или се загреваат.
Компанија за статијата
Теми во статијата
Овој неверојатен ефект може да се појави во таканаречените поларни растворувачи како што е водата. Во поларните течности, молекулите носат електричен диполен момент: тие се позитивно наелектризирани од едната страна и негативно се наелектризираат од другата, иако се електрично неутрални во целина. Кога наночестичките растворени во поларната течност се загреваат или ладат, молекулите на течноста се порамнуваат во нерамномерното температурно поле околу наночестичките.
Написи на оваа тема
Лак за нокти со наночестички од благороден метал
Мали магнети за идно складирање на податоци
„Бидејќи молекулите во поларните течности имаат електричен диполен момент, порамнувањето на молекулите доведува до електрично поле кое е идентично со електричното полнење, а со тоа и со идентични сили“, објаснува Кристоф Делаго, физичар на Универзитетот во Виена и еден од Автори на студијата: Интересно е што ефектот се јавува и кај наночестичките во магнетните флуиди, така што честичките во овој случај носат ефективни магнетни монополи, што би бил аналог на основните магнетни монополи кои не биле забележани претходно.
Истражувачите на англо-австриската соработка беа во можност да го стекнат своето ново знаење благодарение на елаборатните компјутерски симулации што ги изведоа на компјутерскиот перформанс Виенски научен кластер (VSC) со високи перформанси Со помош на новата метода развиена од Питер Вирнсбергер, дипломиран Универзитет во Виена, а сега докторант на Универзитетот во Кембриџ, истражувачите успеале да симулираат комплексен нееквилибриум феномен за модел систем составен од повеќе од 10.000 молекули и оние на загреани или ладени Јаките напори на наночестичките можат јасно да се демонстрираат.
Практичното значење на откриениот ефект сè уште не може целосно да се процени. „Во иднина, сепак, термички предизвиканите интеракции може да се користат за контрола на силите меѓу наночестичките преку контролирани температурни промени и на тој начин да влијаат на структурите што ги формираат“, вели Кристоф Делаго. Но, пред тоа да се случи, истражувачите чекаат Кембриџ и Виена, сепак, се потпираат на експерименталната потврда за ефектот што го истражувале.
Публикација:
Питер Вирнсбергер, Домагој Фијан, Роџер А. Лајтвуд, Андела Šариќ, Кристоф Делаго и Даан Френкел: Нумерички докази за термички предизвикани монополи, во PNAS 2017 (преку Интернет од 24 април 2017 година). DOI 10.1073/pnas.162149411.
Научен контакт: