به گزارش ثریا - کریستالی را تصور کنید که فقط با تماس با یک آلاینده، تغییر رنگ میدهد و تقریباً بلافاصله حضور آن آلاینده را آشکار میکند. دانشمندان مؤسسه فناوری شیباورا ژاپن(SIT) کریستالی ساختهاند که میتواند به این هدف دست یابد.
به نقل از اسای، این تیم با طراحی یک مولکول جدید به نام «مشتق پیرازیناسن»( pyrazinacene derivative)، بلوری را توسعه دادند که در مواجهه با نفتالین که یک آلاینده معروف هوا و آب است، رنگ خود را از سبز مایل به آبی به بنفش مایل به قرمز تغییر میدهد.
چیزی که آن را قابل توجهتر میکند این است که این تغییر، قابل برگشت است، به این معنی که این کریستال میتواند به رنگ اصلی خود بازگردد و دوباره مورد استفاده قرار گیرد.
این پژوهش میتواند منجر به توسعه نسل بعدی حسگرهای شیمیایی شود که به محافظت از سلامت انسان و محیط زیست کمک میکنند.
محققان ژاپنی خاطرنشان میکنند: این بلور قادر به واکنش با نفتالین برای ایجاد یک تغییر رنگ برگشتپذیر است.
به گفته آنان، چنین کریستالهای تغییر رنگ دهندهای میتوانند کاربردهای بالقوه و مختلفی در علم مواد داشته باشند.
بلوری با قابلیت انتقال بار دوگانه
برای درک اینکه چه چیزی این بلور یا کریستال پیرازیناسن را خاص میکند، مهم است که کمی در مورد فرآیند انتقال بار (حرکت الکترون) که در واقع باعث تغییر رنگ آن میشود، بدانیم.
این رخداد میتواند در یک مولکول واحد (انتقال بار درون مولکولی یا ICT) یا بین دو مولکول مختلف (انتقال بار بین مولکولی یا CT) رخ دهد. در حالی که ICT اغلب در رنگها و OLEDها استفاده میشود، CT نقش عمدهای در سلولهای خورشیدی و نیمهرساناها ایفا میکند.
با این حال، ترکیب هر دو نوع انتقال بار در یک ماده چالش برانگیز بوده است. این به این دلیل است که به کنترل دقیق روی طراحی مولکولی و برهمکنشهای بین مولکولی نیاز دارد. علاوه بر این، سیستم ترکیبی باید از موادی تشکیل شده باشد که تحت چنین شرایط انتقال سریع (الکترون) پایدار بماند.
محققان برای غلبه بر این مشکل، یک مولکول جدید به نام «ترکیب یک»، نوعی پیرازیناسن با گروههای اهداکننده الکترون (تریفنیلآمینها) و گروههای پذیرنده الکترون (گروههای سیانو) طراحی کردند که همگی از طریق یک هسته حلقهای شکل با کمبود الکترون به هم متصل هستند.
این ساختار به الکترونها اجازه میدهد تا درون مولکول(ICT) حرکت کنند و رنگ آبی مایل به سبز به آن بدهد. هنگامی که این ترکیب با نفتالین مخلوط شد، این دو مولکول در یک نسبت کامل یک به یک متبلور شدند.
این جفت شدن نزدیک، نحوه حرکت الکترونها را تغییر داد. برخی از الکترونها به جای ماندن در «ترکیب یک»، از نفتالین به کریستال جدید حرکت کردند. این تغییر در جریان الکترون باعث شد که کریستال به طرز چشمگیری تغییر رنگ دهد و از سبز مایل به آبی به بنفش مایل به قرمز و به انتقال بار بین مولکولی(CT) دست یابد.
کازوشی ناکادا(Kazushi Nakada)، محقق ارشد و دانشجوی فارغ التحصیل در SIT گفت: طراحی مولکول ما رقابت بین انتقال بار درون مولکولی و بین مولکولی را ایجاد میکند. این کار به مولکول ما اجازه میدهد تا به عنوان یک حسگر عمل کند که میتواند از طریق یک تغییر رنگ ساده، حتی مقادیر کمی از نفتالین را در آب شیرین و آب دریا شناسایی کند.
یک آشکارساز آلاینده انتخابی و قابل استفاده مجدد
هنگامی که نویسندگان مطالعه، این بلور را برای تشخیص ترکیباتی مانند اکتافلورونافتالین که بسیار شبیه به نفتالین است، آزمایش کردند، در کمال تعجب، کریستال مشترک تشکیل نشد و تغییر رنگی رخ نداد.
این نشان میدهد که ساختار کریستالی برای نفتالین بسیار انتخابی است. تجزیه و تحلیل بیشتر آزمایشگاهی و پراش پرتو ایکس این کریستالیزاسیون(متبلور شدن) انتخابی را تایید کرد. با این حال، حرارت دادن کریستال تا دمای 180 درجه سانتیگراد، نفتالین را خارج کرد و کریستال را به رنگ سبز مایل به آبی اولیه خود بازگرداند و ثابت کرد که این فرآیند برگشتپذیر و قابل استفاده مجدد است.
نویسندگان این مطالعه میگویند که کریستال آنها میتواند برای تشخیص نفتالین در رودخانهها، اقیانوسها یا هوا، آن هم بدون استفاده از حسگرهای الکترونیکی گرانقیمت استفاده شود. حتی میتواند در آزمایشهای آزمایشگاهی، تنظیمات صنعتی یا ابزارهای نظارت بر محیطزیست مفید باشد و راهی ساده و قابل استفاده مجدد برای شناسایی این آلاینده مضر فراهم کند.
محققان میگویند امیدواریم تحقیقات بیشتر منجر به ایجاد کریستالهای خلاقانهتر با قابلیت شناسایی آلایندههای مختلف شود.
این مطالعه در مجله Chemistry: A European Journal منتشر شده است.
منبع : کریستال
بازیگر پشت کنکوری ها درگذشت+عکس
ثبت نام خدمت افتخاری آستان مقدس حضرت عبدالعظیم (ع)
هیئت؛ الگویی برای تحول جامعه با تکیه بر سرمایه اجتماعی و سبک زندگی اسلامی
بازی کامپیوتری خشن باعث ایجاد خشونت می شود؟
ثبتنام وامهای دانشجویی از هفته آینده آغاز میشود
رستورانهای مکمل دانشگاهی ملزم به رعایت استانداردهای سازمان امور دانشجویان شدند
آخرین فرصت ثبتنام دکتری ۱۴۰۵: امشب ساعت ۲۴ تمام
یک کتاب اعتیادآور جذاب برنده جایزه شد
فاطمیه را نباید تنها در اشک و اندوه خلاصه کرد
خون باقیمانده در حیوان ذبح شده، نجس است؟
شعار هیئتها در فاطمیه ۱۴۰۴ مشخص شد
موقعیتی که شهید صیاد در آن بسیار عصبانی شد
دعایی که علامه طباطبایی هرگز برای خود نکردند
توسل به حضرت زهرا (س) در سجده پس از نماز حاجت جایز است؟
آزمایشگاه محرمانه تسلا تمام حرکات انسان را به رباتها آموزش میدهد
دعوای تازه بر سر فیلتر محتوای اینستاگرام
هوش مصنوعی چه کارهایی را هرگز نمیتواند انجام دهد؟
غریبهای در خانه: NEO وظایف خانه را از طریق جاسوسی انسانی یاد میگیرد!
زمین تخت است! / دیگر به چشمان خود اعتماد نکنید
ایلان ماسک: هوش مصنوعی ۵ سال دیگر جای «تمام» مشاغل را میگیرد
تبلیغ جدید کوکاکولا با هوش مصنوعی؛ زیبا اما بیاحساس!
خرابکاری ربات انساننما در آشپزخانه!
کلید حضور دائمی بشر در فضا پیدا شد
گوشی جدید سامسونگ؛ باریک و فراتر از تصور
برترین گوشیهای گیمینگ سال ۲۰۲۵؛ فریمریت بینهایت، داغی صفر!
از گذشته تا امروز: تغییرات شگفتانگیز آیفون در ۸ سال
موتورولا موتو G ۲۰۲۶ و G Play معرفی شدند: خوشقیمت و قدرتمند
تحلیلی بر دلایل افت «معدل» امتحانات نهایی دانشآموزان/ وقتی نظام آموزشی لقمه را دور سرش میچرخاند
وزیر آموزش و پرورش: عشایر طلایهداران مبارزه، عدالتخواهی و استکبارستیزیاند
عارف: تمرکز دولت بر فناوریهای پیشرفته، مهارت آموزی و آموزش و پرورش است
آغاز شناسایی استعدادهای دانشآموزان تحت پوشش بهزیستی
وقوع حادثه برای خودروی حامل دانشآموزان در دزفول
توضیح کاظمی درباره توزیع شیر در مدارس
معاون وزیر آموزشوپرورش: تغییر در رویکردهای تربیتی و آموزشی مدارس یک ضرورت است
بیماری ژنتیکی نادری که میتواند غذاهای سالم را خطرناک کند!
هوش مصنوعی همه رشتههای دانشگاهی را دگرگون میکند
المپیادهای دانشجویی گستردهتر میشوند: رشتههای بینرشتهای و فرارشتهای در راه
وزیر علوم به نخبگان المپیاد: علم را با فرهنگ ایرانی آمیخته کنید
این عالم سایهاش از کاخ شاه سنگینتر بود
ذکری که برای رفع فقر و تنگدستی معجزه میکند
شهید اول چه کسی بود و چطور به شهادت رسید؟
کمک به دیگران؛ راهکاری ساده برای کُندکردن زوال شناختی
طراحی محصول فناورانه نانویی برای کاهش سموم در محصولات کشاورزی و دامی
دستور عارف به وزیر آموزش و پرورش برای بررسی سانحه سرویس مدارس
سن ورود به دانشگاه فرهنگیان افزایش یافت
فوقالعاده خاص معلمان در انتظار مصوبه دولت/ ضرایب شاغلین در آزمون استخدامی براساس قانون است
از بازخوانی نقش معلم نوآور تا آموزش تلفیقی و فناوریهای نوین
دستور عارف برای توزیع شیر رایگان در مدارس ابتدایی دولتی
تربیت سیاسی و اجتماعی دانشآموزان با بستههای یادگیری «از ایرانمان دفاع میکنیم»
واریز بیش از ۱۶ هزار میلیارد ریال به حساب اعضای صندوق ذخیره فرهنگیان در مهرماه
انقلابی در تشخیص بیماری قلبی با ادغام ساعت هوشمند و هوش مصنوعی
یک ستارهشناس از برخورد دو شهابسنگ به ماه خبر داد
کشف بینظیر جیمز وب؛ سیاهچالهای عظیم ۱۰۰ میلیون برابر خورشید
ارائه گرنت ویژه برای حمایت از پروژههای علوم شناختی
رصد شراره سیاهچالهای به اندازه ۱۰ تریلیون خورشید میدرخشد
صدای پای کووید-۱۹ دوباره به گوش میرسد
چینیها در فضا بال مرغ سوخاری پختند!
هوش مصنوعی سورا در دسترس کاربران اندروید قرار گرفت
موشک آریان ۶ یک ماهواره رصد زمین را پرتاب کرد
رنگی که ضمن انسداد نور خورشید، از هوا آب میگیرد!
ارتباط و زندگی با فردی که نماز نمیخواند شرعاً جایز است؟
چرا خواندن دعای توسل در مرکز توصیههای رهبر انقلاب به مقاومت قرار دارد؟
چرا شراب به تدریج در اسلام حرام اعلام شد؟
سربازها استاد میشوند: فقط ۶ ماه تا پایان خدمت، شرکت در فراخوان جذب هیئت علمی
سفته الکترونیک جایگزین تعهد محضری: وام دانشجویی آسانتر شد
آیا میدانید در هر گوشی هوشمند چقدر طلا وجود دارد؟
گلکسی S۲۶ در راه است؛ رونمایی در اواخر فوریه با تمرکز بر هوش مصنوعی
اپلیکیشن واتساپ برای اپل واچ سرانجام در دسترس قرار گرفت
توهمات عجیب، هوش مصنوعی گوگل را از میدان خارج کرد
جهان بیبو!
نبرد پنهان در مغز
آیا پخت در مایکروویو مواد مغذی غذا را از بین میبرد؟
کشف فسیلهای جدید در اتیوپی، راز میلیونها سال تکامل بشر را آشکار کرد
حضور موزه ملی علوم و فناوری ایران در چهاردهمین نمایشگاه هفته ترویج علم
برگزاری رویداد جدول تناوبی با هدف تجربهای از علم در قالب بازی و خلاقیت
آغاز برنامه «ایران دیجیتال» برای دبیرستانیها
خودکشی نوجوانانِ فرانسه تیکتاک را به دردسر انداخت!
اخراج هزاران کارمند آیبیام
۱۲۰۰ مدرسه در تهران به پنل خورشیدی مجهز می شوند
ماهی باستانی با شنوایی شبیه انسان، دانشمندان را شگفتزده کرد
چرا همه پیامبران ما مرد بودند و هیچ کدام زن نبودند؟
چرا شراب به تدریج در اسلام حرام اعلام شد؟
ذکری که برای رفع فقر و تنگدستی معجزه میکند
چرا در قرآن کریم نامی از امامان ما نیامده است؟
تصویری خاص از خلوت انسان با خدای خود
ارتباط و زندگی با فردی که نماز نمیخواند شرعاً جایز است؟
شهید اول چه کسی بود و چطور به شهادت رسید؟
دعایی که علامه طباطبایی هرگز برای خود نکردند
لذت بردن از بهشت مثل لذتهای دنیاست؟
توسل به حضرت زهرا (س) در سجده پس از نماز حاجت جایز است؟
رازی بزرگ برای جذب عنایت الهی و برآورده شدن حاجات
موقعیتی که شهید صیاد در آن بسیار عصبانی شد
آیا جهنم و بهشت به تازگی خلق شدهاند؟
نمازی که با مهر مشکوک خوانده شده قبول است یا باطل؟
روایت بندگی پنهان مردی که خدمت به مردم را تبدیل به عبادت کرد
نفقه شامل هزینههای دیجیتال و درمان زیبایی زنان نیز میشود؟
خون باقیمانده در حیوان ذبح شده، نجس است؟
این عالم سایهاش از کاخ شاه سنگینتر بود
کتابی که شاعران و نوحه خوانان باید آن را بخوانند
حاج قاسم چطور به حضرت زهرا (س) متوسل میشدند؟
چرا به امام زمان (عج) را شریکالقرآن میگوییم؟
شایعه سازی علیه حوزه و روحانیت با چه هدفی انجام میشود؟
چرا خواندن دعای توسل در مرکز توصیههای رهبر انقلاب به مقاومت قرار دارد؟
شعار هیئتها در فاطمیه ۱۴۰۴ مشخص شد
آیا نوشتن روی پول جایز است؟
حجتالاسلام غلامی: حضرت زهرا (س) تجسم انسان متعادل؛ محبت فاطمی تجربهای تربیتی و سلوکی
ارزش و فضیلت دفاع از وطن در روایات چیست؟
خمس سود سپرده بانکی را چطور محاسبه کنیم؟
نوحه های فاطمی با محور «استقامت و مقاومت در اقشار امت» منتشر شد
روایت مونتاژی لیبرالها از نائینی؛ در خدمت ولایت مأذونه شرعیه
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.