दुनिया के सबसे छोटे टेस्ट ट्यूबों का उपयोग करके परमाणु समूहों के निजी जीवन में पियरिंग

परमाणु समूहों के निजी जीवन में झाँकने - दुनिया के सबसे नन्हा टेस्ट ट्यूब का उपयोग कर (जुलाई 2019).

Anonim

नॉटिंघम विश्वविद्यालय में नैनोस्केल और माइक्रोस्कोकल रिसर्च सेंटर (एनएमआरसी) के विशेषज्ञों ने परमाणु समूहों के निजी जीवन में पहली चोटी ली है।

स्टॉप-फ्रेम इमेजिंग टूल के रूप में एक ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (टीईएम) के इलेक्ट्रॉन बीम का उपयोग करके 'फिल्मिंग' अंतर-आणविक रासायनिक प्रतिक्रियाओं में पहले से ही सफल होने के बाद, उन्होंने अब परमाणु-पैमाने की गतिशीलता और रासायनिक परिवर्तनों द्वारा प्रचारित समय-संकल्पित इमेजिंग हासिल की है। धातु नैनोक्लस्टर्स। इसने उन्हें कार्बन और उनकी उत्प्रेरक गतिविधि के साथ अपने बंधन के क्रम में 14 विभिन्न धातुओं को रैंक करने में सक्षम बनाया है, जो आवर्त सारणी तत्वों में महत्वपूर्ण भिन्नता दिखाते हैं।

उनके नवीनतम काम, 'मध्यम और देर से संक्रमण धातु नैनोकैटालिस्ट्स' के लिए परमाणु पैमाने गतिशीलता की तुलना, नेचर कम्युनिकेशंस में प्रकाशित किया गया है। नैनोमटेरियल्स के प्रोफेसर एंड एनएमआरसी के निदेशक आंद्रेई ख्लोबस्टोव ने कहा: "माइक्रोस्कोपी और स्पेक्ट्रोस्कोपी में हालिया प्रगति के लिए धन्यवाद, अब हम अणुओं और परमाणुओं के व्यवहार के बारे में बहुत कुछ जानते हैं। हालांकि, धातु के परमाणु-पैमाने क्लस्टर की संरचना और गतिशीलता तत्व एक रहस्य बना हुआ है। जटिल परमाणु गतिशीलता सीधे वास्तविक समय में इमेजिंग द्वारा प्रकट की गई है जो नैनोकैटालिस्ट्स के परमाणु कार्य पर प्रकाश डालती है। "

वैश्विक सकल घरेलू उत्पाद में योगदान

धातु नैनोक्लस्टर्स की परमाणु-पैमाने की गतिशीलता उनके कार्यात्मक और रासायनिक गुणों जैसे उत्प्रेरक गतिविधि-रासायनिक प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि करने की उनकी क्षमता निर्धारित करती है। वर्तमान में कई प्रमुख औद्योगिक प्रक्रियाएं जल शुद्धिकरण जैसे नैनोकैटालिस्ट्स पर भरोसा करती हैं; ईंधन सेल प्रौद्योगिकियों; ऊर्जा भंडारण; और जैव-डीजल उत्पादन।

प्रोफेसर Khlobystov ने कहा: "वैश्विक सकल घरेलू उत्पाद में उत्प्रेरक रासायनिक प्रतिक्रियाओं के योगदान में, परमाणु स्तर पर नैनोक्लस्टर्स के गतिशील व्यवहार को समझना एक महत्वपूर्ण और जरूरी काम है। हालांकि, नैनोकैटालिस्ट्स की गैर-वर्दी संरचनाओं की संयुक्त चुनौती - उदाहरण के लिए, वितरण आकार, आकार, क्रिस्टल चरणों-एक ही सामग्री के भीतर सह-अस्तित्व में और उनके अत्यधिक गतिशील प्रकृति-नैनोक्लस्टर्स व्यापक संरचनात्मक से गुजरते हैं और कुछ मामलों में, उत्प्रेरण के दौरान रासायनिक परिवर्तन-उनके व्यवहार के परमाणु तंत्र की व्याख्या को लगभग असंभव बनाता है। "

सिंगल-अणु गतिशीलता से परमाणु समूहों तक

प्रोफेसर ख्लोबस्टोव ने एंग्लो-जर्मन सहयोग का नेतृत्व किया जिसने एकल-अणु गतिशीलता इमेजिंग के लिए ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (टीईएम) में इलेक्ट्रॉन बीम (ई-बीम) के प्रभाव का उपयोग किया। ई-बीम को एक इमेजिंग टूल और रासायनिक प्रतिक्रियाओं को चलाने के लिए ऊर्जा के स्रोत के रूप में एक साथ नियोजित करके वे अणुओं की प्रतिक्रियाओं को फिल्माने में सफल हुए। शोध पिछले साल एसीएस नैनो, एक प्रमुख नैनोसाइंस और नैनो टेक्नोलॉजी जर्नल में प्रकाशित हुआ था, और व्यापक सार्वजनिक हित के लिए इसकी संभावना के कारण एसीएस संपादक की पसंद के रूप में चुना गया था।

प्रयोगशाला फ्लास्क या टेस्ट ट्यूबों के बजाय, वे दुनिया के सबसे छोटे टेस्ट ट्यूबों-एकल दीवार वाले कार्बन नैनोट्यूब-कार्बन के परमाणु रूप से पतले सिलेंडरों को 1-2 एनएम के आंतरिक व्यास के साथ नियोजित करते हैं, जिन्होंने 2005 से गिनीज वर्ल्ड रिकॉर्ड आयोजित किया है।

एक नैनो परीक्षण ट्यूब में एक आवर्त सारणी

प्रोफेसर Khlobystov ने कहा: "हम इन कार्बन नैनोट्यूब का प्रयोग रासायनिक तत्वों के नमूने छोटे समूहों के नमूने के लिए करते हैं, जिनमें से प्रत्येक केवल कुछ दर्जनों परमाणु होते हैं। संबंधित धातु तत्वों की एक श्रृंखला के नैनोक्लस्टर्स को घुसपैठ करके हम प्रभावी रूप से एक नैनो परीक्षण में आवर्त सारणी में बनाए जाते हैं ट्यूब, आवर्त सारणी में संक्रमण धातुओं की रसायन शास्त्र की वैश्विक तुलना की अनुमति देता है। यह हमेशा बेहद चुनौतीपूर्ण रहा है क्योंकि अधिकांश धातु नैनोक्लस्टर हवा के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होते हैं। नैनो परीक्षण ट्यूब और टीईएम का संयोजन हमें न केवल गतिशीलता को देखने की अनुमति देता है धातु नैनोक्लस्टर्स लेकिन कार्बन के साथ उनका बंधन जो आवर्त सारणी में धातु की स्थिति के साथ एक स्पष्ट लिंक दिखाता है। "

यूटी कैसर, प्रायोगिक भौतिकी के प्रोफेसर और उलम विश्वविद्यालय में मैटेरियल्स साइंस के इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी समूह के नेता के नेता ने कहा: "एबरेशन-सुधारित ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी और कम-आयामी सामग्री, जैसे धातु नैनोक्लस्टर्स से भरे नैनोट्यूब, एक आदर्श मैच हैं एक-दूसरे क्योंकि वे इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी में नवीनतम विकास के साथ विश्लेषणात्मक और सैद्धांतिक रसायन शास्त्र में प्रगति के प्रभावी संयोजन की अनुमति देते हैं, जिससे परमाणु पैमाने पर घटना की नई समझ होती है, जैसे इस काम में नैनोकैतालिस। "

अभूतपूर्व संकल्प में नैनोक्लस्टर्स देखना

केचेंग काओ, पीएच.डी. इस अध्ययन में छवि विश्लेषण करने वाले उल्म विश्वविद्यालय के छात्र ने कहा: "जब मैं सूक्ष्मदर्शी के माध्यम से परमाणुओं को देख रहा हूं, कभी-कभी मैं अपने नए विकसित साल्व III माइक्रोस्कोप पर नैनोक्लस्टर्स के लिए अदृश्य विवरण देखने के लिए सांस लेने से रोकता हूं, अभूतपूर्व संकल्प प्रदान करता हूं "।

नॉटिंघम विश्वविद्यालय में सैद्धांतिक और कम्प्यूटेशनल रसायन विज्ञान के प्रोफेसर एलेना बेस्ले ने कहा: "धातुओं के सबसे छोटे निर्माण खंडों के अंदर पहुंचने से, इस अध्ययन से पता चला है कि कार्बन नैनो परीक्षण ट्यूबों में लगे धातु नैनोक्लस्टर्स ऑर्गोमेटोमेटिक रसायन शास्त्र का अध्ययन करने और प्रत्यक्ष रूप से सक्षम करने के लिए एक सार्वभौमिक मंच प्रदान करते हैं। विभिन्न संक्रमण धातुओं के बंधन और प्रतिक्रियाशीलता की तुलना के साथ-साथ संरचना की व्याख्या-नैनोकैटालिस्ट के लिए प्रदर्शन संबंध - नई प्रतिक्रिया तंत्र की खोज के लिए महत्वपूर्ण और भविष्य के अधिक कुशल उत्प्रेरक। यह अध्ययन वैश्विक परिप्रेक्ष्य की पहली गुणात्मक झलक प्रदान करता है। धातु-कार्बन बंधन का। "

यह अध्ययन अल्ट-नॉटिंघम सहयोग द्वारा प्रकाशित अणुओं और नैनोमटेरियल्स के लिए इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी के विषय पर 20 से अधिक उच्च क्षमता वाले संयुक्त पत्रों की एक श्रृंखला में नवीनतम है।

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