لیزرهای الکترون آزاد پرتو ایکس با سرعت بالا قفل ساختارهای کریستالی مولکول‌های کوچک مرتبط با علم شیمی و مواد را باز کرده‌اند و روش جدیدی را ثابت کرده‌اند که می‌تواند توسعه نیمه‌رسانا و سلول‌های خورشیدی را پیش ببرد. – ScienceDaily

[ad_1]

ترکیباتی که کریستال های کوچکی را تشکیل می دهند رازهایی را در خود دارند که می توانند تولید انرژی تجدیدپذیر و توسعه نیمه هادی ها را پیش ببرند. افشای چینش اتم‌های آن‌ها قبلاً به پیشرفت‌هایی در علم مواد و سلول‌های خورشیدی اجازه داده است. با این حال، تکنیک های موجود برای تعیین این ساختارها می تواند به میکروکریستال های حساس آسیب برساند.

اکنون دانشمندان ابزار جدیدی در کمربند ابزار خود دارند: سیستمی برای بررسی میکروکریستال ها توسط هزاران پالس فوق سریع از لیزر الکترون آزاد اشعه ایکس (XFEL)، که می تواند اطلاعات ساختاری را قبل از وارد شدن آسیب جمع آوری کند. این رویکرد که در دهه گذشته برای مطالعه پروتئین‌ها و سایر مولکول‌های بیولوژیکی بزرگ در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC در وزارت انرژی توسعه یافته است، اکنون برای اولین بار برای مولکول‌های کوچکی که مورد علاقه شیمی و علم مواد هستند، استفاده شده است.

محققان دانشگاه کانکتیکات، SLAC، آزمایشگاه ملی لارنس برکلی DOE و سایر موسسات فرآیند جدیدی را به نام کریستالوگرافی پرتو ایکس سریالی مولکولی کوچک یا smSFX توسعه دادند تا ساختار سه ترکیبی را که پودرهای میکروکریستالی را تشکیل می‌دهند، از جمله دو ترکیب تشکیل دهند. قبلا ناشناخته آزمایش‌ها در منبع نور منسجم Linac (LCLS) XFEL و SACLA XFEL در ژاپن انجام شد.

تیم تحقیقاتی در مقاله‌ای که امروز در نشریه منتشر شد نوشت: رویکرد جدید احتمالاً تأثیر زیادی خواهد داشت، زیرا باید «به طور گسترده در تجهیزات XFEL و تشعشعات سنکروترون مجهز به کریستالوگرافی سریالی قابل استفاده باشد». طبیعت.

جداسازی ترکیبات فلزی

محققان برای اولین بار از این روش برای تعیین ساختار دو ماده فلزی-آلی، تیورن و تترن استفاده کردند. هر دو کاندیدای بالقوه برای استفاده در ترانزیستورهای اثر میدانی نسل بعدی، دستگاه های ذخیره انرژی، و سلول ها و پنل های خورشیدی هستند. نقشه برداری از تیورن و تترن به محققان این امکان را داد تا درک بهتری داشته باشند که چرا برخی از مواد آلی فلزی دیگر در زیر نور فرابنفش به رنگ آبی روشن می درخشند که دانشمندان آن را با شمشیر جادویی فرودو، استینگ، در ارباب حلقه ها مقایسه کردند.

Elyse Schriber محقق و نویسنده مقاله UConn گفت: «تعیین ساختار کریستالی مواد نقطه شروعی برای پیاده سازی آنها در دستگاه ها و تفکر در مورد کاربردهای مهندسی است.

نیکلاس ساتر، دانشمند کامپیوتر در آزمایشگاه برکلی، گفت: با این حال، بسیاری از مواد در برابر تشکیل بلورهای بزرگ مورد نیاز برای کریستالوگرافی استاندارد اشعه ایکس مقاومت می کنند. او گفت: “بیشتر مواد در عوض پودرهایی را تشکیل می دهند، که جدا کردن الگوهای پراش اشعه ایکس سخت تر است.”

مایک دان، مدیر LCLS گفت: حل ساختارهای کریستالی با smSFX می‌تواند مدل‌سازی دیگر ساختارهای میکروکریستالی را تسریع کند و منجر به کشف مواد جدیدی شود که برای ماشین‌های مولکولی، مکانیسم‌های سایش در باتری‌ها و سوخت‌ها استفاده می‌شوند: «این تحقیق هیجان‌انگیزی است که LCLS را در جدید این نوع از علوم متقاطع، که از پیشرفت‌های علوم زیستی در زمینه‌های دیگر مانند علم مواد پیشرفته استفاده می‌کند، نمونه‌ای عالی از این است که چگونه امکانات کاربر DOE ما می‌تواند حوزه‌های مختلف جامعه تحقیقاتی را گرد هم آورد.»

شریبر گفت که هر ساختار کریستالی جدید در یک پایگاه داده کریستالوگرافی در سراسر جهان که توسط دانشگاه کمبریج میزبانی می شود بارگذاری می شود، جایی که دانشمندان می توانند از آن برای آزمایش نظریه ها و کمک به یافتن ترکیباتی که برای یک کار خاص مفید هستند استفاده کنند. او گفت: در روش‌های دیگر نقشه‌برداری کریستال، محققان اغلب بهترین کریستال‌ها را در یک مجموعه برای مدل‌سازی انتخاب می‌کنند، در حالی که با smSFX، «ما می‌توانیم دید جامع‌تری از کریستال‌ها در کل مجموعه داشته باشیم، بنابراین مدل بهتری است. از آنچه که یک ماده به نظر می رسد.”

سس اردک

این آزمایش یکپارچه پیش نرفت، اما کمی نبوغ روز را نجات داد. برای آزمایش‌های کریستالوگرافی سریال XFEL، میکروکریستال‌ها باید از طریق یک سیستم تحویل نمونه مایع به پرتو اشعه ایکس تحویل داده شوند. محققان سعی کردند میکروکریستال ها را با استفاده از متانول تحویل دهند، اما دریافتند که با اپوکسی روی نازلی که نمونه مایع از آن عبور می کند، ناسازگار است. در برخی موارد نازل را ذوب می کرد.

برای اینکه بر استرس خود بیفزایند، آنها می‌دانستند که نمی‌توانند میکروکریستال‌های خود را با استفاده از آب تحویل دهند، زیرا کریستال‌های آن‌ها دارای اجزای آلی مومی هستند که آنها را آبگریز می‌کند. آب سیستم را مسدود می کند و کریستال ها را به دو طرف لوله های سیستم تحویل می چسباند.

در یک ترشی با زمان کمی برای پرتو، تیم به یاد آورد که از مواد شوینده ظرف برای اصلاح نشت روغن استفاده شده است. آنها به سرعت جستجو کردند و یک بطری مواد شوینده را پیدا کردند، آن را با آب مخلوط کردند، ترکیب را “سس اردک” نامیدند و مخلوط را از طریق سیستم تحویل ارسال کردند.

شریبر گفت: “من هرگز در زندگی ام فکر نمی کردم که ستایش صابون ظرفشویی را بخوانم، اما این یک آویز فوق العاده برای مواد ما است.” “اگر ما از مخلوط شوینده و آب استفاده نمی کردیم، اصلا نمی توانستیم آزمایش خود را کامل کنیم.”

آینده کریستال های شکننده

در مورد بعدی، محققان می‌خواهند ساختارهای کریستالی طیف وسیعی از مواد را ترسیم کنند، زیرا شریبر می‌گوید: «هر یک از آنها می‌تواند دارای خاصیت باورنکردنی باشد که ما از آن اطلاعی نداریم.»

او گفت: «داشتن یک ساختار ناگهانی فرصت پیش بینی بسیاری از خواص مواد دیگر را باز می کند.

تیم تحقیقاتی همچنین می‌گوید که فرآیند XFEL-smSFX می‌تواند سریع‌تر شود و منجر به کشف تعداد زیادی از ساختارهای کریستالی ناشناخته شود و آنها در حال کار بر روی ساده‌سازی روش هستند.

علاوه بر LCLS، بخش‌هایی از این تحقیق در SACLA XFEL در ژاپن، مرکز محاسبات علمی تحقیقات انرژی ملی (NERSC) و ریخته‌گری مولکولی آزمایشگاه برکلی انجام شد و توسط دفتر علوم DOE پشتیبانی شد. NERSC و LCLS امکانات کاربر دفتر علوم DOE هستند.

[ad_2]

https://20khababr.ir
https://afkharebartar.ir
https://akhabarebartar.ir
https://andnews.ir
https://avatefepak.ir
https://baranmajale.ir
https://behtaringam.ir
https://daltek.ir
https://elmitarin.ir
https://fardayeashena.ir
https://forbos.ir
https://foxirani.ir
https://gisoon.ir
https://hodhodirani.ir
https://iranisard.ir
https://kahkashani.ir
https://lasttimes.ir
https://lilaki.ir
https://livejame.ir
https://magirani.ir
https://majaleiranian.ir
https://mervina.ir
https://mineralnews.ir
https://modirezard.ir
https://momon.ir
https://moniseh.ir
https://nationaliran.ir
https://netcrafti.ir
https://news-single.ir
https://newsexpress.ir
https://newslife.ir
https://newsspot.ir
https://newsteen.ir
https://nikmag.ir
https://officemag.ir
https://okaziyon.ir
https://one-news.ir
https://pandamag.ir
https://parsroids.ir
https://patris-fun.ir
https://senatornews.ir
https://seratmag.ir
https://sibala.ir
https://sohanian.ir
https://sosokan.ir
https://tazekhabari.ir
https://technoirani.ir
https://timesirani.ir
https://yamorani.ir
https://yandexkhabari.ir
https://abdoosnews.ir
https://zehnenoandinsh.ir
https://abestanews.ir
https://abtinnews.ir
https://akhbarebartaaar.ir
https://akhbaremaaaa.ir
https://akhbareshomaaa.ir
https://akhshijnews.ir
https://atrinnews.ir
https://atroticnews.ir
https://atshnews.ir
https://bashariatemrooz.ir
https://dastesalamatt.ir
https://dostemansalam.ir
https://elementorsite.ir
https://emrooztafahom.ir
https://ensanedirooooooz.ir
https://etelaresankhabar.ir
https://examplenews.ir
https://fardaalefba.ir
https://gisooyekhabar.ir
https://halohekayatha.ir
https://hashtadonoh.ir
https://hekayatfardayeemaaa.ir
https://honarmandkhabar.ir
https://istgaheshomareyek.ir
https://ketabkhoooon.ir
https://kimyagaaaar.ir
https://markazeakhbar.ir
https://masternewss.ir
https://mohamadrezasite.ir
https://morvarideasia.ir
https://mramins.ir
https://naserinews.ir
https://nasermr.ir
https://newsamins.ir
https://newsatropat.ir
https://newscenterals.ir
https://newsmineral.ir
https://newsouls.ir
https://newspishgamannn.ir
https://newssalam.ir
https://newsshans.ir
https://newsworlds.ir
https://parinews.ir
https://patris-music.ir
https://poshtibannews.ir
https://powernewss.ir
https://recordejadid.ir
https://salamnewws.ir
https://23ncfst.ir/
https://amiran-carpet.ir/
https://armanenergytec.ir/
https://blogenews.ir/
https://blogkhoon.ir/
https://bvfars.ir/
https://charsounews.ir/
https://chsnews.ir/
https://dezfil.ir/
https://dmwebmaster.ir/
https://dota2news.ir/
https://erfanhd.ir/
https://etminan110.ir/
https://faratarazkhabar.ir/
https://farsgardi20.ir/
https://footynews.ir/
https://goto98.ir/
https://ilyarkhabar.ir/
https://ir2khabar.ir/
https://iranalmanac.ir/
https://irandaryafest.ir/
https://khabarehaft.ir/
https://khabarontime.ir/
https://lolsms.ir/
https://maadgig.ir/
https://masoudtb.ir/
https://mp3news.ir/
https://music-ha.ir/
https://nakhlestankhabar.ir/
https://newcharge.ir/
https://news-links.ir/
https://news180.ir/
https://pimn.ir/
https://prmf.ir/
https://pvnews.ir/
https://rejawnews.ir/
https://sahab-co.ir/
https://samanbarg.ir/
https://semanews.ir/
https://shirinonews.ir/
https://soheilesonghor.ir/
https://tacity.ir/
https://taktanews.ir/
https://tarabaranmag.ir/
https://telegram-persian.ir/
https://tfcenter.ir/
https://trika.ir/
https://velninews.ir/
https://vidnaz.ir/
https://wajnews.ir/
https://your-news.ir/
https://zangannews.ir/
https://2016downloadnew.ir/
https://paxsolomusic.ir/
https://daryamedia.ir/
https://andikakhabar.ir/
https://seo-pbn.ir/
https://ghezelwich.ir
https://panaztebtabriz.ir
https://shayna-net.ir
https://kanooneslamshahr.ir
https://raynuts.ir
https://honare2.ir
https://itsama.ir
https://flingpet.ir
https://foreverpro.ir
https://fraeesi.ir
https://gkhabar.ir
https://18amlak.ir
https://pooyesh-khabar.ir
https://matsef.ir
https://photo-land.ir
https://tabarestan118.ir
https://disachain.ir
https://chikaapp.ir
https://mahestan18.ir
https://radyaabkala.ir
https://c-civil.ir
https://saeeed.ir
https://copytops.ir
https://modirsearch.ir
https://shz1music.ir
https://m-khosravi.ir
https://iranhayashi.ir
https://iranian-dress.ir
https://gigblog.ir
https://basitcg.ir
https://mashhadhekmat.ir
https://rahetamin.ir
https://radolyamani.ir
https://bnemati.ir
https://face-wood.ir
https://tourvare.ir
https://centertasisat.ir
https://bidarirafsanjan.ir
https://namahaa.ir
https://30pp.ir
https://script-tabadol-link.ir
https://simayesarbedar.ir
https://pakdashtiha.ir
https://rentacars.ir
https://2019movies.ir
https://ekar24.ir
https://saber-ramezani.ir
https://teb-saharsina.ir