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
واکنش سید عباس عراقچی وزیر امور خارجه به ادعای کمرشکنترین عملیات اقتصادی تاریخ
«لباس شخصی»سراغ یک پرونده امنیتی رفت
۵ نمایشنامه از ۵ درامنویس زن خوانده میشود
شکست «ددپول و ولورین» توسط «اودیسه»؛ رایان رینولدز تبریک گفت!
حجت الاسلام قمی: «مسجد» محور جامعه مبعوث است
بازگشت عمو پورنگ پس از ۵ سال به سیما
حجتالاسلام قمی: مسجد باید پرچمدار حرکت مؤمنان و جامعهسازی باشد
حجت الاسلام قمی: مسجد محدود به اقامه نماز نیست
حکمرانی شبکهای امام هادی(ع) در زندان و منشور کلامی زیارت جامعه کبیره
از سامرای محاصرهشده تا عصر غیبت/روایت راهبرد امام عسکری(ع) برای شیعه
جزئیات فصل جدید یک رویداد موسیقایی؛ وقتی موسیقی از تهران خارج میشود
تصویر معناداری که قالیباف در کنار خلیج فارس منتشر کرد
امیر جدیدی و حمید نعمتالله در پشتِ صحنه سریال داش آکل
«عید بیعت» در میدان ولیعصر(عج) برگزار میشود
بازگشت حماسی مصدق به قدرت،کینه شاه و دربار علیه دولت ملی را تعمیق کرد
شهادت امام حسن عسکری (ع) هیئت کجا برویم؟
مشرکان عصر جاهلیت موحد بودند؟
توییت معنادار معاون وزیر خارجه در پاسخ به ترامپ+عکس
سامرا آماده میزبانی از عزاداران امام حسن عسکری (ع) شد
اعلام برنامههای علمی هفته ملی ابنسینا در ایران
تلاش ملاعبدالله بهابادی در سازماندهی استنباط و روابط میان ادله
«عقل فعال» میراث حل مسائل روز؛ ابن سینا شاخصه عقلانیت در اسلام است
زبانآموز حرفهای چگونه آلمانی یاد میگیرد؟ نگاهی تخصصی به مسیر رسیدن از سطح A1 تا C1
محقق ایرانی باکتری را به ترانزیستور تبدیل کرد
جیمز وب ۳ سیاهچاله فعال در یک کهکشان دوردست کشف کرد
مصوبه مهم درباره اقتصاد دیجیتال
تولید ماده اولیه داروی ایرانی درمان «فیبروز کبدی»
ایده امیرکبیر در تأسیس دارالفنون چه بود؟
پرچم انتقام و خونخواهی بر فراز گنبد مساجد کشور به اهتزاز درمی آید
راهاندازی موکبهای دائمی در مرز ایران و عراق
چرا رهبر شهید به جوانان اروپایی نامه نوشتند؟
آثار و عوامل تجربه زیسته احساس تنهایی در دختران تجرد زیست
«فرمانده هرمز» را چقدر میشناسید؟
جزئیات برنامههای هفته آموزش هنر اعلام شد
شوراهای آموزش و پرورش؛ ظرفیت ملی برای جهش کیفیت و عدالت تربیتی
کاهش ۲۰ درصدی تخلفات اداری آموزشوپرورش
زنگ نماز همراه با زنگ مدرسه نواخته شود
آغاز دریافت کارت ۵ آزمون علوم پزشکی از امروز
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
آغاز ثبت نام پذیرفته شدگان آزمون دکتری از اول شهریور
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
بیش از ۷۵۰ هزار نفر کارت کنکور ۱۴۰۵ و آزمون پذیرش دانشجو معلم گرفتند
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
پایان اسکرول بینهایت و شمارش لایک در اینستاگرام
آزمون تربیت معلم همزمان با کنکور سراسری ۱۴۰۵ برگزار میشود
بزرگترین هواپیمای تمام برقی جهان ۲۷ دقیقه پرواز کرد
«ایران دیجیتال»؛ پیوند فناوری و نظام تعلیم و تربیت
تضمین امنیت کنکور رکن اصلی تحقق عدالت آموزشی/ برخورد قانونی با تقلب
توزیع کارت کنکور ۱۴۰۵ از امروز آغاز شد
ناسا به طرح لشکرکشی روباتهای کروی به تایتان گرنت داد
حضور بیش از ۱۰۰ استارتاپ در اینوتکس ۲۰۲۶ قطعی شد
برگزاری محفل قرآنیها به مناسبت چهلم رهبر شهید انقلاب
صفحه اینترنتی معرفی رهبر شهید به زبان ژاپنی راه اندازی شد
تهیه کننده سریال اسباب زحمت: شخصیتهای سریالهای آقاخانی از جنس مردم هستند
گرامیداشت رهبر شهید با نگاهی به اندیشه ایشان در حوزههای انسانی
جدول پخش شبکه ۴ تغییر کرد
گردهمایی اصحاب هنر و اندیشه با گفتاری درباره آینده نزدیک ایران برگزار میشود
مرحوم ابوترابی الگوی مقاومت در شرایط سخت اسارت
نگاهی به حدود ۶۰۰ آیه مرتبط با جهاد و قتال و پاسخ به چالشهای امروز در این کتاب
مهران مدیری تحت عمل جراحی و درمان قرار گرفت
آموزش و پرورش باید در کنار سه قوه، «قوه چهارم» کشور باشد
حامد همایون مهمان درجام شد
«غوطهور» در صف اکران رفت
خوراک رسانهای کودک دهه ۶۰ با امروز فرق دارد
چگونه ایمان در زمان جنگ تقویت میشود؟
بزرگداشتی برای میراث دار فلسفه و طب حکیم ابوعلی سینا
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
آمادگی کامل شبکه ملی اجرا و حفاظت برای برگزاری مطلوب کنکور ۱۴۰۵
ثبتنام آزمون دکتری گروه علوم پزشکی سال ۱۴۰۵
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
مسعود امیرلویی پس از ۵ سال مبارزه درگذشت
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
حمله سایبری گسترده به تأسیسات آب آمریکا
دستگاههای عکسبرداری پزشکی کوچکتر میشوند
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
تمدید مهلت ثبتنام آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی ۱۴۰۵
اعلام تقویم آموزشی دانشگاه صنعتی شریف برای سال تحصیلی ۱۴۰۶-۱۴۰۵
اخراج ۲ دانشجو به دلیل توهین به پرچم مقدس ایران
راه اندازی خط ویژه جذب هیئت علمی در رشته هوش مصنوعی
امتحانات ترم تابستان دانشگاهها حضوری شد
امتحانات ترم تابستان دانشگاههای سراسری و آزاد حضوری شد
حکم اخراج یکی از دانشجویان دانشگاه شریف ابلاغ شد
زمان و تعداد سوالات گروههای پنجگانه کنکور سراسری ۱۴۰۵ مشخص شد
بزرگداشتی برای میراث دار فلسفه و طب حکیم ابوعلی سینا
آمادگی کامل شبکه ملی اجرا و حفاظت برای برگزاری مطلوب کنکور ۱۴۰۵
درباره ارتداد در اسلام و انواع آن بیشتر بدانید
جدیدترین تغییرات فراخوان جذب هیئت علمی علوم پزشکی را اینجا ببینید
تمهیدات لازم برای بازگشایی مطلوب مدارس خوزستان
مهلت ویرایش محل برگزاری چهلمین دوره آزمون دستیاری دندانپزشکی تمدید شد
جزئیات ثبت نام آزمون دکتری تخصصی و پژوهشی گروه علوم پزشکی اعلام شد
ثبتنام آزمون دکتری گروه علوم پزشکی سال ۱۴۰۵
آغاز پخش برنامه «محفل ستارهها»؛ این برنامه برای حال خوب کودکان است
«غوطهور» در صف اکران رفت
یافتههای جدید از نقش استارلینک در تجاوز نظامی آمریکا به ایران
آغاز پخش «هزار داستان» با اجرای مجری معروف
تابستان؛ فرصتی برای جبران بخشی از عقبماندگیها دانش آموزان
نظر پیامبر (ص) درباره خاک بازی کودکان چیست؟
نماز خواندن در خانه ای که سگ در آن است چه حکمی دارد؟
حامد همایون مهمان درجام شد
هشدار درباره کاهش رتبه علمی ایران در جهان
دستور جدید ترامپ به شرکت ها برای حمله سایبری
خوراک رسانهای کودک دهه ۶۰ با امروز فرق دارد
نتایج نهایی آزمون دکتری اعلام شد
حمله سایبری گسترده به تأسیسات آب آمریکا
مهران مدیری تحت عمل جراحی و درمان قرار گرفت
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.