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
لبیک نهادهای علمی به پیام رهبر انقلاب: برای خیزش علمی شتابان آماده‌ایم
نحوه دریافت ارز از دانشجویان خارجی اعلام شد
جزییات افزایش تسهیلات رفاهی دانشجویان علوم پزشکی؛ افزایش وام ازدواج
نوبت دوم آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی سال ۱۴۰۵ در ۳۳ رشته برگزار شد
ظرفیت پذیرش پزشکی و دندانپزشکی در سال ۱۴۰۶ تعیین شد
رونمایی از نرم‌افزار «ردا کارت» دانشجویی؛ زمان اجرا به زودی مشخص می‌شود
فرهنگستان علوم ظرفیت خود را برای تحقق خیزش علمی کشور به کار می‌گیرد
کنار رفتن «حجاب ابزار» برای مستندسازی یک فرصت است؛ فرا رفتن از گزارش
حریم خصوصی در فضای مجازی؛ انتشار پیام و تصویر دیگران شرعا جایز است؟
حجت‌الاسلام قمی: هیئت، سیاسی‌ترین و استکبارستیزترین محفل شیعه است
«گوهر فضیلت»؛ بازخوانی میراث علمی و سلوک معنوی آیت‌الله مروارید
وقتی تصویر و صدای جعلی به نام حقیقت منتشر می‌شود؛حکم شرعی تغییر هوشمند
فاطمیه فرصتی برای پیوند محبت فاطمی با فرهنگ وقف و خیر ماندگار
«کافه سلطان»؛ روایت زندگی روزمره در سایه جنگ
از بازتاب سخنان تلخ اکبر زنجان‌پور تا گرامی‌داشتی برای اکبر عبدی
رویا میرعلمی مهمان آخرین قسمت «هم‌کلام» می‌شود
نقشم در «نسخه آزمایشی» از من دور بود؛ سارقی که بعد از نامزدی توبه کرد
موسیقی بازی‌ها از قاب نمایشگر تا صحنه ارکسترال
معرفی آثار ۲ بخش از جشنواره فیلم مقاومت
اپل لپ تاپ گرانقیمت با نمایشگر لمسی را معرفی کرد
گرم‌کن گرافنی ژاپنی در سه ثانیه گرم می‌شود
آمازون دوباره کارمندانش را بیکار کرد
دست نوشته دانشجویان در بیعت با رهبر انقلاب
امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است
اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب
ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶
اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶
علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش تاریخی را پیدا کردم
دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد
رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان
نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید
بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد
نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن
افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست
کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند
تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت
کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است
اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir
چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد
متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود
یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد
اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت
جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد
خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟
آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است
آیا دینداری مانع پیشرفت می‌شود؟
حجت‌الاسلام قمی: جنگ واقعی بر سر «تحریف واقعیت» در ذهن مردم است
نیاز انقلاب به شخصیت‌هایی چون آیت الله مهدوی‌کنی بیشتر احساس می‌شود
نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد
نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
کارت آزمون کارشناسی ارشد علوم پزشکی منتشر شد
ثبت ۱ میلیارد تراکنش در جنگ ۴۰ روزه
واکنش به آسیب کابل‌های اینترنت در تنگه هرمز
تبدیل جیوه به طلا محقق شد
برای نخستین بار: ترمیم دی‌ان‌ای در بدن امید تازه برای درمان یک بیماری ژنتیکی نادر
آغاز ثبت‌نام آزمون دکتری از ۳ آبان: برگزاری آزمون در بهمن ماه
تمدید مهلت ثبت‌نام در سومین جشنواره ملی نشان نیکوکاری
برگزاری یادنامه شهید علی لاریجانی به همراه رونمایی کتابی از او
پناهیان: توجه به ادبیات روایی در مسیر تحول فرهنگی ضروری است
بازیگر «هک‌ها» از فلسطین دفاع کرد؛ پرداخت مالیات برای تامین نسل‌کشی
سینمای کوتاه در محاصره کلیشه‌هاست؛ از فقر ایده تا چالش میزبانی!
طرح یک سریال عاشقانه برای شبکه نمایش خانگی؛ تکرار «پوست شیر» طبیعی است
کمال تبریزی: فیلمسازان جوان از تقلید فاصله بگیرند
جزئیات کنسرت تازه مجید انتظامی اعلام شد؛ شنیدن ملودی‌های خاطره‌انگیز
وقتی «قطع رابطه» سفارشی می‌شود؛ چرا تولید اثر هنری با ریسک همراه است؟
مرثیه‌ای که هنوز با صدای دلتنگی حضرت زینب(س) شنیده می‌شود
انقلابی‌تر بودن با فحش رکیک‌تر ثابت نمی‌شود؛ هنر ماندگار حضرت زهرا(س)
روایت «حماسه فاطمی» و دفاع حضرت زهرا(س) از امامت
اسامی معرفی شدگان چندبرابر ظرفیت آزمون دانشجومعلم سال ۱۴۰۵ اعلام شد
سخنگوی وزارت آموزش و پرورش: وجود ۴۰۰ مدرسه در کشور با یک دانش‌آموز
چرا خانواده‌های پرجمعیت بابت انتخابشان تحقیر می‌شوند؟
خطرناک‌ترین شکل انحراف دینی از دیدگاه حضرت علی(ع)
رویا نونهالی با یک سریال جدید به تلویزیون برمی‌گردد
شاهرخ فروتنیان مهمان یازدهمین قسمت برنامه «هم‌کلام» است.
فصل دوم «بهار شیراز» به آنتن می‌رسد؛ سریالی درباره دغدغه مردم معمولی
پشتیبانی سینمایی‌ها از نویسنده حامی فلسطین؛ بریتانیا تغییر مسیر دهد
آغاز ثبت‌نام بدون آزمون استعدادهای درخشان کارشناسی ارشد دانشگاه آزاد
امکان قفل کردن محتوا در «چت‌جی‌پی‌تی» فراهم شد
هوش مصنوعی متا اطلاعات کاربران را فاش کرد
نتایج نهایی پذیرش در آزمون کاردانی به کارشناسی سال ۱۴۰۵ اعلام شد
ثبت نام بیش از ۳۰ هزار نفر در آزمون دکتری نیمه‌متمرکز سال ۱۴۰۶
اطلاعات تازه درباره سهمیه‌ها و تسهیلات آزمون دکتری نیمه متمرکز سال ۱۴۰۶
نتایج انتخاب رشته آزمون کارشناسی رشته‌های علوم پزشکی آزاد اعلام شد
نیاز انقلاب به شخصیت‌هایی چون آیت الله مهدوی‌کنی بیشتر احساس می‌شود
اعلام لبیک شورای عالی انقلاب فرهنگی به رهنمودهای رهبر معظم انقلاب
حجت‌الاسلام قمی: جنگ واقعی بر سر «تحریف واقعیت» در ذهن مردم است
دست نوشته دانشجویان در بیعت با رهبر انقلاب
کودکان البرزی مأموریت نیمه‌تمام شهید ماکان نصیری را ادامه می‌دهند
بسیج دانش‌آموزی در بیش از نیمی از مدارس کشور حضور دارد
اسامی برگزیدگان مرحله نهایی سی‌ویکمین المپیاد علمی دانشجویی اعلام شد
متا برای معتاد کردن نوجوانان به دادگاه می رود
دست رد ۳ جشنواره بر فیلم جدید پل شریدر؛ «مبانی فلسفه» پسندیده نشد
افزایش سرانه های آموزشی در استان تهران/ ساخت مدرسه به تنهایی کافی نیست
کاظمی: نظام سنجش آموزش‌وپرورش نیازمند تحول اساسی است
علیرضا استادی: جسارت بازی درنقش تاریخی را پیدا کردم
یک انفجار کیهانی ۲۷ روزه در فضا کشف شد
هشدار افتا درباره قطع دسترسی به دامنه‌های خارجی؛ لزوم مهاجرت به ir
تصادف تریلی با سرویس مدرسه در اردکان؛ یک دانش‌آموز جان باخت
امکان تحصیل دانش آموزان ایرانی خارج از کشور فراهم است
رونمایی از «هزاردستان» نخستین انیمیشن «دست‌ساز» جهان
آیا دینداری مانع پیشرفت می‌شود؟
اپل دو دستگاه جدید معرفی کرد +قیمت
جاسوسی شرکت اسرائیلی از کاربران استارلینک فاش شد
چت جی پی تی بیمار مبتلا به صرع را به سرپیچی از دستور پزشکان تشویق کرد
نمایشگاه «رد خط» به نیاوران رسید
خدا از رگ گردن به ما نزدیک‌تر است؛ پس چرا باید عبادت کنیم؟
آیت الله رشاد: بیانیه رهبر معظم انقلاب، محرک تاریخی پیشرفت علمی کشور است
نقش سوره‌های کوتاه در آشنایی کودکان با قرآن
فرهنگستان علوم ظرفیت خود را برای تحقق خیزش علمی کشور به کار می‌گیرد
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.