کد خبر: 121888
ف
مواد معدنی چطور رنگ‌شان تغییر می‌کند؟
پژوهشگران فنلاندی در پروژه جدیدی، به بررسی این موضوع پرداخته‌اند که برخی از مواد معدنی چگونه تغییر رنگ می‌دهند؟

به گزارش ثریا 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.

منبع: خبرگزاری ایسنا


مرتبط ها
ارسال نظر
chapta
حداکثر تعداد کاراکتر نظر 200 ميياشد .
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.

مصاحبه‌های دکتری دانشگاه آزاد از فردا شروع می‌شود

زمان بندی جدید اعتبارسنجی دانشگاه‌های خارج از کشور اعلام شد

آغاز ثبت درخواست مهمانی دانشجویان علمی کاربردی برای تابستان از ۲۱ تیر

انتشار تقویم آموزشی نیم‌سال اول و دومسال تحصیلی جدید دانشگاه شریف

جزئیات تازه درباره دریافت نحوه دریافت کارت نوبت دوم آزمون سراسری ۱۴۰۴

تحلیل ابعاد معنوی و عملی «طهارت» انسانی در پرتو قرآن و اهل بیت (ع)

استقبال دانشگاه تهران از دهه دوم محرم با مراسم «از دانشگاه تا کربلا»

خداوند خود توبه را به گناهکاران پیشنهاد می‌کند؛ گناهانی که حسنه می شوند

جزئیات پذیرش کاردانی فنی‌حرفه‌ای اعلام شد

ردیف استخدامی ۳۳۹ نفر از متقاضیان جذب تعیین تکلیف شد

فراخوان جذب هیئت علمی دانشگاه آزاد درحال نهایی شدن

حباب‌های یخ به پیام‌رسان‌های جدید بدل شدند!

تاثیر جالب توجه ممنوعیت گردش به چپ بر حجم ترافیک

تهیه نقشه راه ملی فناوری کوانتومی با همکاری دستگاه‌ها

جکوزی یا سونا، کدام یک مزایای سلامتی بیشتری دارد؟

ماهواره آمریکایی هر ۲۰ دقیقه یکبار زمین را رصد می‌کند

بهترین نقطه برای زندگی انسان‌ها روی مریخ کجاست؟

جلوه ترسناک صاعقه‌ از نگاه فضانورد ناسا

کشف نشانه‌ای جدید از وجود حیات در مریخ

زیاد خوردن لبنیات، کابوس شبانه می‌آورد

مغز انسان در پیری هم عصب می‌سازد

ترامپ اعلام کرد: مذاکرات برای فروش تیک تاک آغاز می شود

ضعف و قوت شبکه ملی اطلاعات در جنگ اخیر؛ فرماندهی سایبری باید تقویت شود

جزئیات ترم تابستانی دانشگاه فرهنگیان اعلام شد

موافقت با استخدام ۲۰۰ عضو هیأت علمی قراردادی دانشگاه فرهنگیان

فرصت مجدد برای ثبت‌نام جذب دانشجو معلم

آیا می‌توان خاطرات را پس از مرگ نگهداری کرد؟

ربات انسان‌نمای چینی از فاصله دور قابل کنترل است

بودجه ۷۵ میلیون دلاری برای ساخت سیستم عصبی هوشمند ربات‌ها

تشخیص اسکیزوفرنی توسط هوش مصنوعی با دقت ۹۱ درصدی

هوش مصنوعی قربانی کردن یک انسان را به خاموش شدن ترجیح داد

کشف تغییرات سلولی که اختلال استرس پس از سانحه در مغز ایجاد می‌کنند

اسکن مغز، سرعت واقعی پیر شدن شما را فاش می‌کند

بارداری پس از ۱۸ سال به کمک هوش مصنوعی

قرص ورزش ساخته می‌شود!

با این عینک دیگر تبلیغات را نمی‌بینید!

وقایع روز عاشورا به تفکیک ساعت و مقتل‌های معتبر

پاسخ به یک شبهه/ چرا امام حسین (ع) در روز عاشورا طلب باران نکرد؟

تصویر/ وقتی آقا گفت: ای ایران» بخوان

مدینه فاضله نیازمند تحقق فضائل اخلاقی است

فرهمندپور: اعتماد، حلقه اساسی زنجیره ولایت است/ غفلت و گناه آگاهانه، راه بازگشت را سخت‌تر می‌کند

منظومه «ظهر روز دهم» یک اثر ادبی بی‌نظیر برای نوجوانان

نگاهی به زندگی عباس (ع)‌علمدار لشکر سیدالشهدا و محافظ خیام

واقعه عاشورا حماسه‌ای مبارزاتی و غنی از معارف اخلاقی و تربیتی است

حق‌الزحمه معلمان سوادآموزی بر چه اساسی پرداخت می‌شود؟

هر مدرسه یک پایگاه سلامت روان برای دانش آموزان

اطلاعیه دانشگاه علوم توانبخشی درباره امتحانات پایان‌ترم و خوابگاه تابستانی

حضور مقتدرانه رهبر انقلاب در حسینیه امام خمینی (ره)

ما مطالبه‌گر حقوق از دست‌رفته مردم بی‌گناه ایران از مجامع بین‌المللی هستیم

فراخوان دریافت یادداشت‌های تخصصی-علمی با موضوع تجاوز رژیم صهیونیستی به ایران

فرصت مجدد برای جذب دانشجو معلم فراهم شد

با استخدام ۲۰۰ عضو هیأت علمی قراردادی دانشگاه فرهنگیان موافقت شد

اعلام جزئیات ترم تابستانی دانشگاه فرهنگیان

اعلام برنامه‌های آموزش و پرورش برای دانش‌آموزان در ایام اربعین

امشب آخرین فرصت انتخاب رشته آزمون دستیاری

تصویب استفاده از ظرفیت اساتید بازنشسته در دانشگاه‌های غیر انتفاعی

اشعار خواندنی شاعر قرن پنج هجری درباره حضرت علی‌اکبر(ع) و عاشورا

الزام دانشگاه‌ها به تامین اسکان اساتیدی که منزلشان آنها آسیب دیده است

اعلام جزئیات پذیرش دانشجو در دوره دکتری استاد محور دانشگاه تهران

پیگیری استفاده از ظرفیت‌های شورای عالی انقلاب فرهنگی برای موضوعات آموزش عالی

دل «مسجدالاقصی»ست، عزیز است و اسیر است/ بادا که رها گردد از بند شیاطین

نوحه‌ای سوزناک برای امام حسین (ع) که بدون حتی یک فعل، معنا را منتقل می‌کند

تهدید رهبر انقلاب اعلان جنگ با ‌مسلمانان است

انسان‌ساز تعالیم اسلام دعوت به صبر و پایمردی است

تدارک شبکه قرآن برای روزهای تاسوعا و عاشورای حسینی

ریشه جنایات صهیونیست‌ها در ماهیت تشکیلاتی و پادگان نظامی بودن اسرائیل نهفته است

ضرورت حفظ انسجام ملی و آمادگی هم‌زمان با جریان طبیعی زندگی مردم در روزهای پس از جنگ

در دانشگاه صنعتی شریف مصمم‌تر از قبل در راه توسعه علم و فناوری تلاش خواهیم کرد

اطلاعیه شماره 4 بانک سپه

دکتر پرتوافکنان عضو هیات مدیره بانک سپه در گفتگو با خبرگزاری صداوسیما از برقراری مجدد ارائه خدمات حضوری این بانک خبر داد

تشخیص خانگی سرطان و ایدز با نیم دلار هزینه

تبدیل آب آلوده به کود در ۶ ثانیه

آیا باید شارژرها را همیشه به برق متصل نگه داشت؟

پاکسازی سینوس‌های عفونی با ربات‌های فوق کوچک

ناتینگ فون ۳ با طراحی عجیب‌تر از همیشه معرفی شد

رونمایی از پنل‌های خورشیدی نانویی خودتمیزشونده

راههای موثر برای مقابله با اینترنت استارلینک؛ تسریع توسعه فیبرنوری

برگزاری کارگاه کشوری توانمندسازی نیروی انسانی آموزش ابتدایی

آخرین وضعیت زمان‌بندی ثبت‌نام دانش‌آموزان در مدارس/ ارائه کارت ورود به جلسه آزمون‌های سمپاد و نمونه از امروز

کاظمی: در هر شرایطی آموزش را ادامه خواهیم داد

تصویر/ وقتی آقا گفت: ای ایران» بخوان

تصویر/ شمر امروز را بشناس

پاسخ به یک شبهه/ چرا امام حسین (ع) در روز عاشورا طلب باران نکرد؟

نوحه‌ای سوزناک برای امام حسین (ع) که بدون حتی یک فعل، معنا را منتقل می‌کند

وقایع روز عاشورا به تفکیک ساعت و مقتل‌های معتبر

نگاهی به زندگی عباس (ع)‌علمدار لشکر سیدالشهدا و محافظ خیام

خداوند خود توبه را به گناهکاران پیشنهاد می‌کند؛ گناهانی که حسنه می شوند

روایت خواندنی بیهقی از حسین‌بن‌علی علیه السلام

اشعار خواندنی شاعر قرن پنج هجری درباره حضرت علی‌اکبر(ع) و عاشورا

ترجمه قدیمی‌ترین مقتل امام علی(ع) به کتابفروشی‌ها آمد

۱۴ اقدام قرآنی که در شرایط بحرانی کشور صورت گرفت

وقایع روز ششم محرم/ روزی که آب بر اهل بیت (ع) بسته شد

دل «مسجدالاقصی»ست، عزیز است و اسیر است/ بادا که رها گردد از بند شیاطین

تهدید رهبر انقلاب اعلان جنگ با ‌مسلمانان است

تأملی در آیات برکت و نسبت آن با خاندان وحی

انسان‌ساز تعالیم اسلام دعوت به صبر و پایمردی است

تدارک شبکه قرآن برای روزهای تاسوعا و عاشورای حسینی

صحنه کربلا نماد دو چهره متضاد از انسان است

دمیدن روح همبستگی در جامعه ضرورتی در روزهای پس از جنگ

خانواده امام حسین (ع) الگویی خاص از خانواده عاشورایی

منظومه «ظهر روز دهم» یک اثر ادبی بی‌نظیر برای نوجوانان

تحلیل ابعاد معنوی و عملی «طهارت» انسانی در پرتو قرآن و اهل بیت (ع)

مدینه فاضله نیازمند تحقق فضائل اخلاقی است

فرهمندپور: اعتماد، حلقه اساسی زنجیره ولایت است/ غفلت و گناه آگاهانه، راه بازگشت را سخت‌تر می‌کند

واقعه عاشورا حماسه‌ای مبارزاتی و غنی از معارف اخلاقی و تربیتی است

استقبال دانشگاه تهران از دهه دوم محرم با مراسم «از دانشگاه تا کربلا»

فرمانده نیروی هوافضای سپاه در مراسم عزاداری سالار شهیدان

تبدیل آب آلوده به کود در ۶ ثانیه

۳۴ دانشگاه ایرانی در جمع دانشگاه‌های تأثیرگذار تایمز سال ۲۰۲۵

ریشه جنایات صهیونیست‌ها در ماهیت تشکیلاتی و پادگان نظامی بودن اسرائیل نهفته است