ایران پرسمان

آخرين مطالب

مواد معدنی چگونه تغییر رنگ می‌دهند؟ دانش و فناوری

مواد معدنی چگونه تغییر رنگ می‌دهند؟
  بزرگنمايي:

ایران پرسمان - ایسنا /پژوهشگران فنلاندی در پروژه جدیدی، به بررسی این موضوع پرداخته‌اند که برخی از مواد معدنی چگونه تغییر رنگ می‌دهند؟
به نقل از فوربس، پژوهشگران هنگام بررسی یک ماده شگفت‌انگیز طبیعی موسوم به "هاکمانیت"(Hackmanite) دریافتند که این ماده به علاوه دو ماده معدنی دیگر، در مواجهه مکرر با پرتو ماوراءبنفش می‌توانند رنگ خود را بدون فرسودگی تغییر دهند. نتایج این پژوهش نشان می‌دهند هاکمانیت که ‌قیمت کمی دارد و تولید آن آسان است، به دلیل دوام بالا و کاربرد آن برای اهداف مختلف، یک ماده عالی به شمار می‌رود.
گروهی از پژوهشگران "دانشگاه تورکو"(University of Turku) در فنلاند، ویژگی‌های هاکمانیت را به مدت یک دهه مورد بررسی قرار داده‌اند. فناوری‌هایی مانند تصویربرداری اشعه‌ ایکس نیز براساس توانایی هاکمانیت در تغییر رنگ توسعه یافته‌اند.
هاکمانیت تحت تاثیر پرتو ماوراءبنفش، رنگ خود را از سفید به بنفش تغییر می‌دهد و نهایتا اگر پرتو ماوراءبنفش نتابد، دوباره به رنگ سفید درمی‌آید. ویژگی‌های ساختاری که چنین تغییرات مکرری را ممکن می‌سازند، تاکنون نامشخص بوده‌اند. اکنون پژوهشگران، با بررسی سه ماده معدنی طبیعی هاکمانیت، "توگتوپیت"(Tugtupite) و "اسکاپولیت"(Scapolite)، به پاسخ رسیده‌اند.
کانی‌هایی که قابلیت تغییر رنگ دارند، مواد طبیعی غیر آلی هستند اما ترکیبات آلی موسوم به "هیدروکربن‌ها"(hydrocarbons) نیز وجود دارند که به ‌دلیل قرار گرفتن در معرض تابش می‌توانند تغییر رنگ دهند. با وجود این، هیدروکربن‌ها پیش از این که ساختار مولکولی آنها تجزیه شود، تنها چند بار می‌توانند تغییر رنگ دهند. این موضوع به این دلیل است که تغییر رنگ شامل یک تغییر شدید در ساختار است و متحمل شدن مکرر این تغییر در نهایت باعث شکسته شدن مولکول می‌شود.
پروفسور "میکا لاستوساری"(Mika Lastusaari)، پژوهشگر بخش شیمی دانشگاه تورکو گفت: در این پژوهش برای نخستین بار متوجه شدیم که در واقع، یک تغییر ساختاری نیز در فرآیند تغییر رنگ وجود دارد. هنگامی که رنگ تغییر می‌کند، اتم‌های سدیم موجود در ساختار، نسبتا از مکان‌های معمول خود دور می‌شوند و به عقب باز می‌گردند. این فرآیند را می‌توان تنفس ساختاری نامید و حتی اگر چندین بار تکرار شود، ساختار را از بین نمی‌برد.
پژوهشگران ثابت کردند که توانایی هاکمانیت در جایگزینی رنگ‌های سفید و بنفش، بسیار قابل تکرار است. به گفته لاستوساری، دوام این مواد معدنی، به دلیل ساختار کلی قفس‌مانند و سه‌بعدی قوی آنها است که مشابه آن چیزی است که در "زئولیت‌ها"(Zeolite) یافت می‌شود. به عنوان مثال، در مواد شوینده، ساختار قفس‌مانند، زئولیت را قادر می‌سازد تا منیزیم و کلسیم را از آب حذف کند.
"سامی ووری"(Sami Vuori)، از پژوهشگران این پروژه گفت: در این کانی‌هایی که تغییر رنگ می‌دهند، تمام فرآیندهای مرتبط با تغییر رنگ، در منافذ قفس زئولیت رخ می‌دهند؛ یعنی جایی که اتم‌های سدیم و کلر در آن قرار دارند. این بدان معناست که ساختار قفس‌مانند، امکان حرکت اتمی در داخل قفس را فراهم می‌کند و در عین حال، خود قفس را دست‌نخورده نگه می‌دارد. به همین دلیل است که مواد معدنی می‌توانند رنگ خود را تغییر دهند و برای مدت نامحدودی به رنگ اصلی خود بازگردند.
پیشتر مشخص شده بود که اسکاپولیت بسیار سریع‌تر از هاکمانیت تغییر رنگ می‌دهد؛ در حالی که روند تغییر توگتوپیت بسیار کندتر است. "هانا بایرون"(Hannah Byron)، از پژوهشگران این پروژه گفت: ما براساس نتایج این پژوهش متوجه شدیم که سرعت تغییر رنگ، به فاصله حرکت اتم‌های سدیم بستگی دارد. این مشاهدات برای توسعه مواد در آینده مهم هستند زیرا اکنون می‌دانیم که چه مولفه‌ای از ساختار میزبان برای کنترل و تنظیم کردن تغییر رنگ مورد نیاز است.
لاستوساری گفت: هیچ روشی برای پژوهش در مورد کانی‌هایی که تغییر رنگ می‌دهند، وجود نداشت. به همین دلیل است که ما روش‌های جدیدی را توسعه داده‌ایم. با وجود این، تفسیر بدون ابهام نتایج براساس داده‌های تجربی، به تنهایی دشوار است. در واقع، ما نمی‌توانستیم بدون پشتیبانی قوی از محاسبات نظری، به نتایج کنونی برسیم زیرا نتایج فقط ترکیب داده‌های تجربی و محاسباتی را نشان می‌دهند. ما از همکار خود، پروفسور "تانگوی لو باهرز"(Tangui Le Bahers) و گروهش سپاس فراوان داریم که روش‌های محاسباتی مناسبی را با جزئیات و دقتی توسعه داده‌اند که تا چند سال پیش امکان‌پذیر نبود.
کاربردهای شگفت‌انگیز هاکمانیت
لاستوساری و همکارانش، یک پژوهش پیشگام را در مورد موادی دارای ویژگی‌های مرتبط با نور و رنگ، به ویژه در مورد هاکمانیت انجام داده‌اند. آنها در حال حاضر در حال بررسی کاربردهای متعدد هاکمانیت هستند. از جمله این کاربردها می‌توان به جایگزینی LED و سایر لامپ‌ها با مواد معدنی طبیعی و استفاده از آن در تصویربرداری اشعه ایکس اشاره کرد.
یکی از جالب‌ترین کاربردهایی که پژوهشگران در حال حاضر در حال بررسی آن هستند، ابداع یک تشعشع‌سنج مبتنی بر هاکمانیت و آشکارسازهای غیرفعال برای "ایستگاه فضایی بین‌المللی"(ISS) است که برای اندازه‌گیری میزان جذب تشعشع مواد طی پروازهای فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرند.
ووری گفت: قدرت رنگ هاکمانیت به میزان تابش پرتو ماوراء‌بنفش بستگی دارد. این بدان معناست که از این ماده می‌توان به عنوان مثال، برای تعیین میزان پرتو ماوراء‌بنفش نور خورشید استفاده کرد. هاکمانیت که در ایستگاه فضایی بین‌المللی آزمایش خواهد شد، به روشی مشابه مورد استفاده قرار می‌گیرد اما این ویژگی می‌تواند در کاربردهای روزمره نیز مورد استفاده قرار گیرد. به عنوان مثال، ما پیشتر یک برنامه تلفن همراه را برای اندازه‌گیری اشعه ماوراء‌بنفش ابداع کرده‌ایم که همه افراد می‌توانند از آن استفاده کنند.
این پژوهش در مجله "PNAS" به چاپ رسید.

لینک کوتاه:
https://www.iranporseman.ir/Fa/News/376963/

نظرات شما

ارسال دیدگاه

Protected by FormShield
مخاطبان عزیز به اطلاع می رساند: از این پس با های لایت کردن هر واژه ای در متن خبر می توانید از امکان جستجوی آن عبارت یا واژه در ویکی پدیا و نیز آرشیو این پایگاه بهره مند شوید. این امکان برای اولین بار در پایگاه های خبری - تحلیلی گروه رسانه ای آریا برای مخاطبان عزیز ارائه می شود. امیدواریم این تحول نو در جهت دانش افزایی خوانندگان مفید باشد.

ساير مطالب

مهارت زندگی/ چرا درخواست کمک کردن برای بعضی ها دشوار است؟

شما دیگه هیچ وقت کمک نکن

ترفندی برای به دام انداختن موش

رفتار حیوانات در جاده و واکنششون به ماشین ها

باران مصنوعی در چین

شاهد یکی از بهترین شیرجه های داخل آب هستیم!

ذوق زدگی یک گردشگر بعد از بازدید کاخ گلستان در تهران

کلیپی بامزه از آموزش هنرهای رزمی به یک کودک!

تمساح آلبینو دیده بودین؟

مهارت زندگی/ رابطه تان را با این کارها از نو بسازید

نگاه‌های مملو از نفرت یک پدر داغ‌دیده پس از حمله به قاتل کودک و همسرش

اولین روز کاری بدین صورت گذشت

مصاحبه با یک مدیر هتل در ژاپن؛ زنان ایرانی می توانند با مژه زدن پرواز کنند!

چرا برخی روبات ها دوست داشتنی و برخی منفورند؟

شناسایی سیاهچاله ای در حال حرکت برای نخستین بار توسط هابل

خونریزی مغزی نوزادان، به مشکلات بینایی بلندمدت منجر می‌شود

اختراع شگرفی که قدرت انسان را چند برابر می کند

شناسایی سه شی ناشناس پرنده توسط ارتش آمریکا

چین ظرف 48 ساعت با 2 راکت 4 ماهواره به فضا پرتاب کرد

دنباله‌داری به اندازه دو برابر کوه اورست به سمت زمین می‌آید

رصد یک "اسکیمو" در دل فضا

پشت نقابی از لبخند استالین

جایزه «الوند» برای پنجمین دوره فراخوان داد

کتاب‌های دستیاران ترامپ خریدار ندارد

"مسائل پاریسیه"، مستند پرتره استاد مشهور ادبیات که بهترین تصحیح دیوان حافظ کار اوست

بخشی از کتاب/ همه آن قسمت از وجودمان را آشکار می‌کنند که ما پنهانش می کنیم

پاسخی به ادعای عبدالکریم سروش درباره مولانا و ملاصدرا

رجبی دوانی: بی‌میلی به مطالعه از سبک زندگی ترویجی دوران سازندگی شروع شد

طنز با اکبر اکسیر

شرح ابیات سعدی توسط اسماعیل امینی

همکاری وزارتخانه‌های نفت و دفاع در تولید تجهیزات تحریمی صنعت نفت

تذکر نمایندگان به وزیر اطلاعات درباره لزوم دستگیری عوامل ترور شهید صیاد خدایی

سردار سلیمانی: حادثه هفتم تیر عاشورایی برای آگاهی امت و رسوایی نفاق شد

هشدار ایران درباره اولویت آمریکا برای ایجاد آشوب هدفمند در افغانستان

مقام ایرانی: زبان زور بی‌فایده است، با تحریم و تهدید تسلیم نمی‌شویم

نخست وزیر عراق وارد تهران شد

معاون رئیس جمهور: دولت به دنبال ایجاد شرایط بهتر و مطلوب است

خلبان بازنشسته ایرانی-آمریکایی به فروش اطلاعات به چین محکوم شد

نماینده مجلس: فاطمی‌امین تهدید پیامکی از سوی نمایندگان را تکذیب کرد

نماینده مجلس: فشار به وزیر صمت اقدام غلطی است

استقبال رسمی رئیس‌جمهور از نخست‌وزیر عراق

آخرین وضعیت استیضاح وزیر کشاورزی

العربی‌الجدید: الکاظمی به ایران اطمینان می‌دهد که در هیچ اتحادی علیه تهران قرار نخواهد گرفت

جزئیات نشست مشترک معاون رئیس‌جمهور و رییس قوه قضاییه

مجلس، قانون روحانی را تصویب می‌کند؟

دومین پرتاب ماهواره‌بر ذوالجناح انجام شد

یونان نفتکش حامل نفت ایران را آزاد کرد

امام جمعه تبریز: تجمع ساختارشکنانه‌، حتما نیازمند برخورد قهری است

جزئیات نشست مشترک قوای مقننه و قضائیه

فرانسه: احیای برجام در دستور کار اجلاس جی-7 قرار دارد