126 आयामहरूमा बेन्जिन

अष्ट्रेलियाका वैज्ञानिकहरूले भर्खरै एक रासायनिक अणु वर्णन गरे जसले लामो समयदेखि उनीहरूको ध्यान आकर्षित गरेको छ। यो विश्वास गरिन्छ कि अध्ययनको नतिजाले सौर्य कोशिकाहरूको नयाँ डिजाइन, जैविक प्रकाश उत्सर्जन गर्ने डायोडहरू र बेन्जिनको प्रयोग देखाउने अर्को पुस्ताको प्रविधिहरूलाई प्रभाव पार्नेछ।

बेन्जिन एरेन्सको समूहबाट जैविक रासायनिक यौगिक। यो सबैभन्दा सरल कार्बोसाइक्लिक तटस्थ सुगन्धित हाइड्रोकार्बन हो। यो, अन्य चीजहरू बीच, डीएनए, प्रोटीन, काठ र तेलको एक घटक हो। यौगिक को अलगाव देखि बेन्जिन को संरचना को समस्या मा रसायनज्ञहरु चासो राख्छन्। 1865 मा, जर्मन रसायनशास्त्री फ्रेडरिक अगस्ट केकुलेले बेन्जिन छ-सदस्य साइक्लोहेक्सेट्रिन हो जसमा कार्बन परमाणुहरू बीच एकल र दोहोरो बन्धनहरू वैकल्पिक हुन्छन् भन्ने परिकल्पना गरे।

30 को दशक देखि, बेन्जिन अणु को संरचना को बारे मा रासायनिक सर्कल मा छलफल चलिरहेको छ। यस विवादले हालका वर्षहरूमा थप अत्यावश्यकता लिएको छ किनभने बेन्जिन, छवटा हाइड्रोजन परमाणुहरूमा बाँडिएको छ कार्बन परमाणुहरू मिलेर बनेको छ, जुन सबैभन्दा सानो ज्ञात अणु हो जुन भविष्यको प्रविधि क्षेत्र, ओप्टोइलेक्ट्रोनिक्सको उत्पादनमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। ।

अणुको संरचनाको वरिपरि विवाद उत्पन्न हुन्छ किनभने, यद्यपि यसमा थोरै परमाणु घटकहरू छन्, यो एक राज्यमा अवस्थित छ जुन गणितीय रूपमा तीन वा चार आयामहरू (समय सहित) द्वारा वर्णन गरिएको छैन, जुन हामीलाई हाम्रो अनुभवबाट थाहा छ, तर। 126 आकार सम्म.

यो संख्या कहाँबाट आयो? तसर्थ, अणु बनाउने ४२ इलेक्ट्रोनहरू मध्ये प्रत्येकलाई तीन आयामहरूमा वर्णन गरिएको छ, र तिनीहरूलाई कणहरूको संख्याले गुणन गर्दा ठ्याक्कै १२६ प्राप्त हुन्छ। त्यसैले यी वास्तविक होइनन्, तर गणितीय मापन हुन्। यस जटिल र धेरै सानो प्रणालीको मापन अहिलेसम्म असम्भव साबित भएको छ, जसको मतलब बेन्जिनमा इलेक्ट्रोनहरूको सही व्यवहार थाहा हुन सकेन। र यो एक समस्या थियो, किनभने यो जानकारी बिना प्राविधिक अनुप्रयोगहरूमा अणुको स्थिरता पूर्ण रूपमा वर्णन गर्न सम्भव छैन।

तथापि, अब, एक्साइटन विज्ञानमा एआरसी सेन्टर अफ एक्सिलेन्स र सिड्नीको न्यू साउथ वेल्स विश्वविद्यालयका टिमोथी श्मिटको नेतृत्वमा वैज्ञानिकहरूले रहस्य खोल्न सफल भएका छन्। UNSW र CSIRO Data61 मा सहकर्मीहरूसँग मिलेर, उनले बेन्जिन अणुहरूमा तिनीहरूको तरंगदैर्ध्य कार्यहरू नक्सा गर्न Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) भनिने परिष्कृत एल्गोरिदम-आधारित विधि लागू गरे। 126 आकार। यो एल्गोरिथ्मले तपाईंलाई आयामी ठाउँलाई "टाइलहरू" मा विभाजन गर्न अनुमति दिन्छ, जसमध्ये प्रत्येकले इलेक्ट्रोनहरूको स्थानहरूको क्रमपरिवर्तनसँग मेल खान्छ। यस अध्ययनको नतिजा नेचर कम्युनिकेसन्स जर्नलमा प्रकाशित भएको छ ।

वैज्ञानिकहरूको लागि विशेष चासो इलेक्ट्रोन को स्पिन को समझ थियो। प्रोफेसर श्मिटले प्रकाशनमा टिप्पणी गरे, "हामीले जे फेला पार्नुभयो त्यो धेरै अचम्मको थियो। "कार्बनमा स्पिन-अप इलेक्ट्रोनहरू कम-ऊर्जा त्रि-आयामी कन्फिगरेसनहरूमा डबल-बन्डेड हुन्छन्। अनिवार्य रूपमा, यसले अणुको ऊर्जालाई कम गर्छ, इलेक्ट्रोनहरूलाई टाढा धकेलिएको र भगाउने कारणले यसलाई अझ स्थिर बनाउँछ।" अणुको स्थिरता, बारीमा, प्राविधिक अनुप्रयोगहरूमा एक वांछनीय विशेषता हो।

यो पनि हेर्नुहोस्: