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.

میز کار رتبه‌بندی معلمان شروع به کار کرد

تصویر جعلی از یک ستاره که سوسیس از آب در آمد+عکس

چطور فایل‌های Word را به PDF تبدیل کنیم؟

بزرگنمایی ویدئوها به یوتیوب اضافه شد

رنگِ ایثار تو در پرتوِ میگون شفق/ زد بر افلاک که در گردش مستانه شدند

پنج روایت معتبر از خبر شهادت امام حسین علیه‌السلام

گوش انسان در سطح مریخ دیده شد+عکس

اولین تصویر از نسل جدید آیپد اپل منتشر شد+عکس

دستگاه بخور و رطوبت ساز سرد MIJIA شیائومی با قابلیت ضد باکتریایی

تسهیلات ویژه دانشگاه تهران برای رتبه‌های برتر کنکور

دفترچه‌های انتخاب رشته کنکور سراسری منتشر شد

سامسونگ از یک گوشی ارزان قیمت بی‌سر و صدا رونمایی کرد

کیس کامپیوتری که آکواریوم است+عکس

خسارت ۱۸۲ میلیارد تومانی سیل به مدارس کشور

آغاز روند اجرایی شدن قانون رتبه بندی معلمان

معرفی منتخبین دانشجویی شورای مرکزی ناظر بر نشریات دانشجویی

مجوز ۱۴ موسسه اعزام دانشجو به خارج از کشور لغو شد

با هوش مصنوعی برای تصویربرداری از مغز نیاز به MRI ندارید

تمدید فرصت ثبت‌نام در آزمون دانشنامه تخصصی

مصاحبه‌های دکتری تخصصی پزشکی حضوری شد

پردرآمدترین رشته‌های دانشگاهی کدام‌ها هستند؟

خطرات مرگبار سقط جنین چیست؟

پناهجویان سوری در اردوگاه آوارگان اردن+عکس

مجسمه‌ای خاص از پوتین در پارک نیویورک+عکس

بازدیدکنندگان موزه باستان‌شناسی استانبول+عکس

تصویر زیبایی از حافظیه شیراز+عکس

تصویر جالب از یک سنجاقک خوشحال+عکس

ثبت لحظه برخوردِ آدرخش به یک درخت+عکس

تصویر جیمز وب از ستاره‌‌ای با فاصله ۱۲ میلیارد سال نوری+عکس

مراسم وداع با وداع با ۵ شهید تازه تفحص شده مدافع حرم برگزار شد

نرم افزار آی‌پد اپل با تاخیر منتشر می‌شود

تصویر ماهواره‌ای عجیب از طوفان رکوردشکن آمریکا+عکس

تصویر باورنکردنی از یک ربات در حال شنا+عکس

ماهواره‌های استارلینک در فضا نامرئی می‌شوند

برای اولین بار در دنیا از عرق انسان برق تولید شد+عکس

گوشی اوپو A77 4G با دوربین دوگانه و اندروید ۱۲

رونمایی سامسونگ از اولین گوشی با دوربین جدید ۲۰۰ مگاپیکسلی+عکس

خبر مهم آژانس فضایی روسیه درباره ماهواره ایرانی خیام

محقق ایرانی سیمانی مقاوم با پوسته‌های میگو ساخت

عمل جراحی در فضا با یک ربات انجام شد+عکس

رصد تاریک‌ترین ماده اطراف کهکشان‌ با سن ۱۲ میلیارد سال+عکس

عدسی‌های نانو اتم‌ها را به دام انداختند

ربات کوچکی که می‌تواند ۱۰۰۰ برابر وزن خود را بلند کند

علت چرخش سریع‌تر از حد معمول زمین چیست؟

ماموریت محرمانه فضاپیمای چین آغاز شد

آغاز به کار سامانه راهنمای انتخاب رشته مجازی کنکور سراسری

کتاب «همه چیز را به خدا خواهم گفت» منتشر شد

عیار یک نویسنده با نوشتن رمان حسینی محک می‌خورد

میزبانی دانشگاه تهران از رتبه‌های کمتر از ۱۰۰۰ کنکور

این متقاضیان می‌توانند رشته‌های بدون آزمون دانشگاه‌ها را انتخاب کنند

ماشین نویسی ماه محرم در همدان+عکس

برگزاری مراسم عزاداری حسینی در گذر چهارباغ اصفهان+عکس

ترک‌های بنای امیرچخماق یزد بعد از سیل+ عکس

تابلوی یادبود بزرگ علوی در برلین+عکس

تصویری از اسب ١۵ میلیاردی آزمون+عکس

برگزاری مراسم تشییع و وداع با پیکر مطهر ۵ شهید تازه تفحص شده

نفس کشیدن در اکسیژن خالص گیلان+عکس

تصویر رویایی از سیاهکل دیلمان+عکس

تصویر زیبایی از بازار شیراز+عکس

تصویر تلخ از دریاچه خشک شده ارومیه+عکس

ثواب گریه بر امام حسین(ع) هم وزن گریه برای پروردگار است

کتاب «چهل کتیبه زخم» با سروده‌های آیینی به کتابفروشی‌ها آمد

شناسایی سالانه ۹ هزار کودک نیازمند به دریافت عینک توسط بهزیستی

بیش از ۴۵ عنوان درسی سهم ترویج فرهنگ عاشورایی در مدارس

روسای ۶ دانشگاه علوم پزشکی کشور منصوب شدند

ابلاغ بند جدید ماده واحده تفویض صلاحیت انتخاب رؤسای دانشگاه‌ها

هوش مصنوعی نویسندگان را بیکار می‌کند؟

وزارت علوم و دانشگاه‌ها محور تحولات کلان جامعه هستند

سرعت تولید علم در ایران ۱۱ برابر تولید علم در دنیاست

گوشی وان پلاس Ace با فرکانس قوی در راه بازار

کشف ردپاهای عجیب ۱۰ هزار ساله در صحرای یوتا+عکس

شارژ بی‌سیم گوشی با لپ‌تاپ ممکن شد

گوشی اوپو رینو 8z با رنگی متفاوت+عکس

سبک‌ترین لپ‌تاپ دنیا معرفی شد+عکس

تشکیل انجمن خیرین حامی دانشگاه فرهنگیان

آشنایی دانش‌آموزان با مفاخر ایرانی و اسلامی در یک برنامه ویژه

در سند تحول بنیادین آموزش و پرورش مدرسه به عنوان یک زیستگاه مطرح می‌شود

لزوم وجود قدت تصمیم‌گیری در مدیران مدارس

اعلام شرایط تاسیس موسسات جذب دانشجوی غیرایرانی

رویکرد تمدنی وزارت علوم در برنامه‌های اربعین دانشگاهیان

کشف سر زن مومیایی شده مصر باستان زیر شیروانی خانه+عکس

جیمز وب این بار با تصویر چرخ گاری همه را متعجب کرد+عکس

کشف ردپاهای عجیب ۱۰ هزار ساله در صحرای یوتا+عکس

هشدار درباره برخورد فردای طوفان خورشیدی با زمین

هشدار جدی درباره خطر استفاده از GPS

سقوط بقایای موشک ۲۵ تنی چین در شب گذشته

تصویر درخشان جیمز وب از سیاره مشتری+عکس

تصویر عجیب از بیوه سیاه در کهکشان راه شیری+عکس

رونمایی سامسونگ از اولین گوشی با دوربین جدید ۲۰۰ مگاپیکسلی+عکس

کیس کامپیوتری که آکواریوم است+عکس

لحظه برخورد یک سیاهچاله با یک ستاره نوترونی+عکس

سیستم لیزر خیره‌کننده روسیه با قابلیت عجیب

افزایش قیمت گوشی آیفون ۱۴ تایید شد

طوفان بزرگ مشتری شکار شد+عکس

گوشی اوپو رینو 8z با رنگی متفاوت+عکس

تصاویر کمیاب از ماموریت مشهور آپولو ۱۱

این برنامه‌های اندرویدی حساب شما را خالی می‌کنند

گوشی وان پلاس Ace با فرکانس قوی در راه بازار

با هوش مصنوعی برای تصویربرداری از مغز نیاز به MRI ندارید

ضرر سرویس ۵G استارلینک برای کاربران اعلام شد

یک روش عجیب برای آدمخوار کردن ماهی‌ها

سلفی‌های آخرالزمانی که از دیدن آنها وحشت می‌کنید+عکس

مشخصات کلیدی شیائومی 12T افشا شد

عمل جراحی در فضا با یک ربات انجام شد+عکس

تکنیک جدید برای جداسازی مواد مصنوعی از غذا

تصویر جیمز وب از ستاره‌‌ای با فاصله ۱۲ میلیارد سال نوری+عکس

ماده تاریک ژنوم با این رنگ اسپری سلولی آشکار شد

ماموریت محرمانه فضاپیمای چین آغاز شد

گوشی اوپو A77 4G با دوربین دوگانه و اندروید ۱۲

تصویر باورنکردنی از یک ربات در حال شنا+عکس