برندگان جایزه نوبل شیمی ۲۰۱۶ معرفی شدند

نوبل شیمی ۲۰۱۶ معرفی شدند

 جایزه نوبل شیمی ۲۰۱۶  برای

« طراحی و ساخت ماشین های مولکولی »

 

به ژان پیر سوواژ از دانشگاه استراسبورگ فرانسه

فریسر استودارت از دانشگاه نورث وسترن آمریکا

برنارد فرینگا از دانشگاه گرونینگن هلند اهدا شد.

این دانشمندان ، ماشین های مولکولی قابل کنترلی را ساخته اند که می توانند با دریافت انرژی ، وظیفه محوّل شده را انجام بدهند .

اولین گام به سوی ساخت یک ماشین مولکولی ، در سال ۱۹۸۳ توسط ژان پیر سوواژ با اتصال دو مولکول حلقه ای به یکدیگر و تولید زنجیر کاتِنان برداشته شد . در این زنجیر ، مولکول ها به جای پیوندهای کووالانسی ، با پیوندهای مکانیکی آزادتری به هم متصل شده بودند .

دومین گام را فریسر استودارت در سال ۱۹۹۱ برداشت ؛ هنگامی که روتاکسان ساخته شد . او یک حلقه مولکولی را بر روی یک محور مولکولی باریک قرار داد ، به طوری که حلقه قادر بود در امتداد محور حرکت کند . بر همین مبنا ، بالابرهای مولکولی ، ماهیچه های مولکولی و تراشه های رایانه ای مبتنی بر مولکول ساخته شدند .

برنارد فرینگا نیز اولین دانشمندی بود که موتورهای مولکولی را ارایه داد . وی در سال ۱۹۹۹ ، موتور مولکولی را ساخت که به طور پیوسته در یک جهت می چرخید . وی با استفاده از این گونه موتورهای مولکولی ، یک استوانه شیشه ای که ۱۰۰۰۰ بار بزرگتر از خود موتور بود را چرخاند و اولین بار «نانو خودرو» را طراحی کرد .

توسعه موتورهای مولکولی در این مرحله ، نقطه عطفی است که با ساخت موتور الکتریکی در دهه ۱۸۳۰ میلادی قابل مقایسه است . ماشین های مولکولی در آینده در حسگرها و سامانه های ذخیره انرژی به کار گرفته خواهند شد .

دماسنج مادون قرمز

از آنجا که دماسنج های مادون قرمز می توانند دمای جسم را بدون اتصال فیزیکی مشخص کنند ، سیستم اندازه گیری موجب آلودگی و آسیب رساندن یا تداخل با فرایند نمایش نمی شود و برتری های بسیاری نسبت به دستگاه های اندازه گیری تماسی دارند. یک دماسنج مادون قرمز می تواند با فاصله از جسم داغ قرار گیرد و در عین حال آن را قادر می سازد تا در بازه های زمانی طولانی با کمترین نگهداری و تعمیر عمل کند. 

ادامه نوشته

درسیاره مشتری، باران الماس می‌بارد

به گفته دانشمندان رعدوبرق‌ وتوفان‌های شدید درجواین دو سیاره ،باعث تولید ذرات کربن به شکل دوده شده و هنگامی که این ذرات در جو پایین می‌آیند بر اثر فشار تبدیل به گرافیت می شوند. گرافیت تولیدی همانطورکه درجوسقوط می‌کند بر اثرفشار وحرارت بیشتر تبدیل به الماس جامد می‌شود.

کوین بینز سیاره‌شناس دانشگاه ویسکانسین-مدیسون می‌گوید: "به این ترتیب سالانه هزاران تن الماس تولید می‌شود و من تخمین می زنم لایه ای به ضخامت ۳۰۰۰۰ هزار کیلومتر که حاوی حدود ده میلیون تن الماس است شکل می گیرد."

محاسبات اختر فیزیک‌دانان نشان می دهد شرایط در مشتری و کیوان به گونه‌ای است که امکان تولید اقیانوس‌هایی دائمی الماس مذاب در آنها وجود دارد.

 

ادامه نوشته

برندگان نوبل شیمی 2013 معرفي شدند

جایزه نوبل شیمی 2013 به طور مشترک به سه شیمی‌دان  آمریکایی اعطا شد. به گزارش «ایسنا»،

جایزه نوبل شیمی امسال به مارتین کارپلوس، مایکل لویت و آریه وارشل به خاطر توسعه مدل‌های

چندمقیاسی سیستم‌های شیمیایی کمپلکس اعطا شد. شیمی‌دانان پیش از این با استفاده از توپ‌ها

و میله‌های پلاستیکی به ساخت مدل‌های مولکولی می‌پرداختند، اما امروزه مدلسازی با رایانه انجام

می‌شود.در دهه 1970، مارتین کارپلاس، مایکل لویت و آریه وارشل، بنیادی برای برنامه‌های قدرتمند

ایجاد کردند که برای درک و پیش‌بینی فرآیندهای شیميایی مورد استفاده هستند. مدل‌های رایانه‌ای

منعکس کننده واقعیت برای بیشتر پیشرفت‌های شیمی امروز بسیار حیاتی هستند.

واکنش‌های شیميایی با سرعت نور رخ می‌دهند. در کسری ازیک میلی‌ثانیه، الکترون‌ها از یک

هسته اتمی به روی دیگری می‌جهند. شیمی کلاسیک با سختی زیادی برای ادامه راه روبه‌رو بود.

تقریبا غیرممکن است بتوان به‌طور تجربی همه گام‌های اجرا شده در یک فرآیند شیمیایی را

نقشه‌برداری کرد. اکنون با کمک شیوه‌های جدید که منجر به کسب جایزه نوبل برای این

شیمی‌دانان شده است،رایانه‌ها می‌توانند فرآیند‌های شیمیایی مانند تصفیه کاتالیزور از

بخارهای سمی یا فوتوسنتز را در گیاهان سبز نمایش دهند.

ادامه نوشته

آیا دانه های سیب و هسته گیلاس سمی است؟

  در واقع اگر مقدار زیادی از دانه های سیب یا هسته گیلاس

میل بفرمایید حتما"خواهید مرد!

ادامه نوشته

آشنایی با ماده ای که از الماس سخت تر است

یک تیم بین المللی به سرپرستی «لین وانگ» از محققان موسسه کارنگی در واشنگتن ماده جدیدی کشف کرده اند که به طور کامل ساختار کریستالی یا غیر کریستالی ندارد. اما از سختی کافی مانند الماس برخوردار است.

ادامه نوشته

کشف مولکول جدید توسط دانش‌آموز ۱۰ ساله!

مولکول تترانیترات‌اکسی‌کربن از اکسیژن، نیتروژن و کربن ساخته شده و خواص جالب توجهی دارد، اما چیزی که بیش از همه جالب است، کاشف آن است: کلارا لایزن، دانش‌آموز 10 ساله کلاس پنجم دبستان!

کلارا لایزن کاشف تترانیترات‌اکسی‌کربن است؛ مولکولی که همان‌طور که از اسم آن معلوم است، از اکسیژن، نیتروژن و کربن ساخته شده است. این ماده خواص جالب توجهی دارد، که از استفاده به عنوان یک ماده منفجره تا ذخیره‌سازی انرژی را شامل می‌شود. نام لایزن همچنین به عنوان نویسنده همکار در مقاله‌ای که به بررسی این مولکول جدید می‌پردازد آمده است. اما هیچ کدام از اینها بخش جالب و الهام‌بخش ماجرا نیست، چرا که هر روزه مواد جدیدی ساخته یا کشف می‌شود. آنچه بسیار غیرعادی است، این است که کلارا لایزن یک دانش‌آموز 10 ساله کلاس پنجمی در شهر کانزاس آمریکا است!

ادامه نوشته

عنصرهای جدید با نام های یونانتریوم و یونانپنتیوم

 

دانشمندان آزمایشگاه های هسته ای پیشرفته آمریکا و روسیه با تغییر تخصص خود از جنگ سرد به فعالیت های صلح آمیزتر، دو عنصر جدید تولید کردند. اگر سایر دانشمندان دستاوردهای آنان را تائید کنند، عنصرهای جدید با نام های یونانتریوم ( Ununtrium ) و یونانپنتیوم( Ununpentium ) در جدول تناوبی عناصر قرار می گیرند. یونانپنتیوم ‍پس از ۹۰ میلیونیوم ثانیه به یونانتریوم تخریب می شود و این عنصر خود فقط ۲/۱ ثانیه باقی می ماند.

ادامه نوشته

تصویه آب با استفاده از نانو غشاهای فیلتر کننده باکتری

تحقیقات دانشگاه بوفالو درباره ی نانو مواد می تواند منجر به راه حل جدیدی برای بر طرف کردن مشکل بهداشت عمومی شود و راههای بهتری را برای جدا کردن باکتری ها از آب آشامیدنی در اختیار بشر قرار دهد.

برای یک چشم غیر مسلح، هر دو مولکول های آب و میکروب ها قابل رؤیت نیستند _موادی که مقیاس اندازه گیری آنها بر حسب نانومتر می باشد (واحد اندازه گیری طول که در حدود 100000 برابر باریک تر از ضخامت یک موی انسان).

اما از نظر میکروسکوپ، این دو از نظر اندازه بسیار با هم تفاوت دارند. پهنای یک مولکول آب از یک نانومتر کمتر است، در حالیکه پهنای کوچک ترین باکتری ها به اندازه ی چند صد نانومتر می باشند.

به گزارش گروه مواد پیشرفته هیتنا، با استفاده از نوع خاصی از پلیمر به نام کو پلیمر(copolymer) مسدود کننده، تیم تحقیق دانشگاه بوفالو (UB) نوع جدیدی از نانو غشاء به طور مصنوعی ساخته اند که سوراخ هایی به قطر 55 نانو متر دارند. از این سوراخ ها مولکول های آب براحتی عبور می کنند ولی برای باکتری ها بسیار باریک می باشند و نمی توانند از این سوراخ ها عبور کنند.

ادامه نوشته

سبکترين فلز جهان ساخته شد

 

دانشمندان موفق به ساخت سبک ترین ماده جهان شدند که این اختراع انقلابی در علوم الکترونیک و رایانه ایجاد خواهد کرد. این ماده آن قدر سبک است که می توان آن را بر روی یک گل قاصدک قرار داد، بدون آنکه کوچکترین آسیبی به تخم های گل قاصدک وارد شود.

ماده یاد شده یک فلز فوق سبک است و به صورت مشبک و در ابعاد نانو طراحی شده است. این ماده 100 بار سبک تر از «Styrofoam» است که نوی «پلی استرن» خاص محسوب شده و در صنایع غذایی و برای بسته بندی و محافظت از آنها مورد استفاده قرار می گیرد.

طراحی شبکه ای و خاص این ماده فلزی که به خوبی رساناست در آینده طراحی انواع سخت افزار و وسایل رایانه ای را با وزن بسیار کمتر و قابلیت های بیشتر ممکن خواهد کرد. چگالی این ماده کمتر از یک هزارم آب است و عکس العمل آن هم خوب قلمداد شده است. اگر چه جزییات زیادی از ترکیبات فلزی به کار گرفته شده در این ماده افشا نشده، اما گفته می شود که 90 درصد آن را نیکل تشکیل داده است.

این ماده به غیر از صنعت «آی تی» در صنایعی همچون هوا- فضا، آکوستیک، ساخت باتری و ... هم کاربرد خواهد داشت.

دوربینی برای فیلم‌برداری از مولکول‌ها

برای بهبود درک بشر از جهان، دانشمندان آزمایش‌های بلندپروازانه‌ای طراحی کرده‌اند. منبع نوترونی شکافتی با بمباران مواد با نوترون های پرانرژی، ساختار اتمی آنها را مانند یک فیلم به نمایش در می آورد.

منبع نوترونی شکافتی
هر ماه، منبع نوترونی شکافتی (Spallation Neutron Source) در اوک‌ریج واقع در تنسی آمریکا، بین 25 تا 28 مگاوات انرژی برق را استفاده، و 32 میلیون لیتر آب را برای خنک ماندن مصرف می‌کند. در طی کار، شتاب‌دهنده ذرات SNS در هر پالس، 2 کوادریلیون (هر کوادریلیون معادل 10 به توان 15 یا یک میلیون میلیارد است) نوترون را به سمت محفظه زیر خود شلیک می‌کند. این ابرهای عظیمی نوترونی با منحرف کردن مواد، نحوه تغییر ساختار اتمی آنها را با گذشت زمان مشخص می‌کنند.

 

 

 

 

 

ادامه نوشته

تولید پارچه‌ای که با نور ضدعفونی می‌شود

ترکیب ماده شیمیایی 2-AQC با سلولز الیاف پنبه، پیوند شیمیایی پایداری ایجاد می‌کند که با آزادسازی ترکیبات ضدعفونی‌کننده در معرض نور، سموم شیمیایی و میکروارگانیسم‌ها را از بین خواهد.

 

احتمالا در مورد پوشش‌های خود تمیزشونده که می‌توانند بخشی از آینده صنعت حمل‌ونقل را تشکیل دهند و برای کاهش هزینه‌های تمیزکاری و نیروی انسانی در هواپیماهای آینده پیش‌بینی شده‌اند، شنیده‌اید. تولید این پوشش‌ها هنوز نهایی نشده اما محققان دانشگاه یو.سی.دیویس موفق به تولید الیاف خودتمیزشونده‌ای از جنس پنبه شده‌اند که وقتی در معرض نور قرار می‌گیرند، عاری از مواد شیمیایی سمی مانند آفت‌کش‌ها، سموم کشاورزی و انواع میکروارگانیسم‌ها مانند باکتری‌ها خواهند شد.

ادامه نوشته

D2O عاملي مرطوب كننده

 

بهترين روش  براي محافظت از پوست پس از ليزر,آبپوشي كردن پوست است.بنا به تازه ترين پژوهش ها دوتريم اكسيد D2Oاز تبخير معمولي آب از پوست جلوگيري مي كند.از اين رو پوستي كه با D2Oشست و شو داده شود به مدت طولاني تري مرطوب باقي مي ماند و انعطاف پذير است.

D2Oيا آب سنگين كه به آن آبزيبايي نيز ميگويند همچون آب معمولي بو و مزه اي ندارد.انرژي يونش D2O ده بار از آب معمولي بيش تر است.بنابراين در حضور آن آسيب به DNAنيز به كم ترين مقدار ميرسد و پوست از پرتوهاي فرابنفش درامان مي ماند.

D2Oسلول هاي پوست را آب پوشي و بزرگ مي كند.سبب غيرفعال شدن باكتري هاي توليد كننده جوش مي شود و مرطوب كننده اي مناسب براي پوست است.

به نظر ميرسد D2O نخستين آبي باشد كه در سياره ما پيدايش يافته.آب سنگين را مي توان در فرايند تقطير از برج تقطير استخراج كرد.
 

کاغذ باکتری کش ، نسل بعدی بسته بندی مواد غذایی

دانشمندان به تازگی موفق به ساخت یک "کاغذ کشنده" شده اند . این کاغذ که برای بسته بندی های جدید مواد غذایی قرار است استفاده شود، با هدف محافظت مواد غذایی در برابر باکتری هایی که سبب فاسد شدن مواد غذایی می شوند طراحی و ساخته شده اند. این کاغذ شامل نانوذرات نقره است که از مواد آنتی باکتری موثر می باشد. این مقاله در مجله ACS, Langmuir چاپ شده است.
آقای Aharon Gedanken و همکارانش اظهار داشتند که در حال حاضر نقره دارای استفاده های بسیاری به عنوان عامل ضد باکتری به عنوان مثال در پمادهای دارویی ، تمیزکننده های سطوح حمام و آشپزخانه و حتی جوراب های ضد بو می باشند. اخیراً دانشمندان استفاده از نانوذرات نقره ( با ضخامت تقریباً تار موی انسان) به عنوان عوامل ضد میکروب در روکش پلاستیک ها، پارچه ها و فلزات را آغاز کرده اند. این انتظار می رود که نانوذرات که دارای اثرات ماندگاری و پایداری بیشتری نسبت به ذرات بزرگتر نقره می باشند ، توانایی غلبه بر مشکل مقاوم شدن باکتری ها در برابر آنتی باکتری ها را حل کنند. کاغذ شامل نانوذرات نقره ، می تواند به عنوان یک جایگزین مناسب برای روش های متداول محافظت غذا همچون پرتوافشانی، حرارت دادن و نگهداری در دماهای پایین باشد. با این حال، تا کنون تولید "کاغذ کشنده" برای استفاده های تجاری مشکل می باشد.
این دانشمندان ، نانوذرات نقره را به صورت موثر و با پایداری زیاد بر روی سطح یک کاغذ با استفاده از امواج فراصوت (ULTRASOUND) و یا امواج صوتی با فرکانس بالا، نشاندند. این کاغذ فعالیت آنتی باکتریایی بسیار بالایی در برابر باکتری های E.Coli و S.aureus که دو عامل اساسی فاسد شدن غذا می باشند از خود نشان داد و تمام باکتری ها را تنها در مدت زمان سه دقیقه از بین برد که نشان دهنده کاربرد بالقوه آن در بسته بندی مواد غذایی و افزایش مدت زمان نگهداری آنها می باشد.

 

هسته اتم؛ كوچكترين حافظه رايانه‌اي جهان/ ذخيره دو دقيقه اطلاعات در هسته اتم

فیزیکدانان توانسته اند دو دقیقه اطلاعات را درون هسته اتم ذخیره کرده و با دوام ترین ابزار "اسپینترونیک" و کوچکترین حافظه رایانه ای جهان را تولید کنند.
به گزارش خبرگزاري مهر، تنها مشكل براي انجام اين ضبط اطلاعاتي اين است كه حرارت عملياتي رايانه در حدود منفي 454 درجه فارنهايت است و به ميدان مغناطيسي 200 هزار بار شديدتر از ميدان مغناطيسي زمين نياز خواهد بود. اسپينترونيك ها كه اطلاعات را در ميدانهاي مغناطيسي ذرات اتمي ذخيره مي كنند، هنوز نيازمند پيشرفتهاي زيادي هستند.

اطلاعات معمولا در چرخش الكترونها ذخيره مي شود اما به گفته دانشمندان دانشگاه يوتا طول عمر اين اطلاعات ذخيره شده در مقياس ميكرو ثانيه است. از اين رو محققان اطلاعات را در هسته اتم با طول عمر بالاتر ذخيره كرده اند. محققان از امواج مغناطيسي نزديك به تراهرتز براي ايجاد حركت چرخشي ويژه اي در الكترونها استفاده كردند و سپس محققان طيف امواج راديويي FM را براي ثبت چرخش بر روي هسته فسفري به كار گرفتند.

پس از 112 ثانيه اطلاعات مربوط به اين چرخش به الكترون انتقال پيدا كرد تا امكان خوانش الكتريكي آن به وجود آيد. محققان با استفاده از اطلاعاتي دو دوئي (0 و 1) براي خواندن اين اطلاعات استفاده كردند اما مي توان اين شيوه را در هر نوع رايانه اي حتي رايانه هاي كوانتومي نيز براي ثبت اطلاعات به كار گرفت.

دو سال پيش گروه تحقيقاتي ديگري از امكان ثبت اطلاعات دو ثانيه اي كوانتومي بر روي هسته اتمي خبر دادند اما امكان خوانش الكتريكي اين اطلاعات در آن زمان وجود نداشت. همچنين بالا بودن مدت زمان ذخيره سازي اطلاعات از نكات كليدي خلق حافظه اسپينترونيك براي رايانه ها است.

بر اساس گزارش پاپ ساينس، محققان مي گويند به دليل اينكه هسته اتم كمتر تحت تاثير تغييرات دمايي و دخالتهاي ديگر الكترونها قرار دارد براي ذخيره اطلاعات بسيار كاربردي و كارامد است. قدم بعدي فراهم آوردن زمينه اي براي ثبت اطلاعات بر روي هسته اتم در حرارت بالاتر و ميدان مغناطيسي ضعيف تر خواهد بود.

منبع : خبرگذاري مهر

نخستین تصاویر 4 بعدی از حرکات مولکولی ثبت شد

 

دانشمندان با استفاده از تنها میکروسکوپ فوق سریع الکترونی جهان تصاویری ۴ بعدی از حرکات مولکولی ارایه کردند.

دانشمندان اعلام کردند با استفاده از تصاویری که این میکروسکوپ ارایه می کند می توان به طیف وسیعی از پرسشهای تحقیقاتی در عرصه های مختلفی نظیر شیمی، زیست شناسی و فیزیک پاسخ داد.
بر اساس گزارش نانوورک، این میکروسکوپ که در انستیتو فناوری کالیفرنیا قرار دارد در حقیقت میکروسکوپ الکترونی اصلاح شده که در ساخت آن از لیزر فوق سریعی نیز استفاده شده است.
این میکروسکوپ فوق سریع تنها میکروسکوپی در جهان است که می تواند تصاویر چهار بعدی از جنبش های مولکولی در اختیار دانشمندان قرار دهد.
این تصاویر همان تصاویر سه بعدی هستند که در طول زمان و همزمان با شکل گیری و از بین رفتن ، چهار بعدی می شوند.
به گفته محققان انستیتو فناوری کالیفرنیا، این واکنشها با سرعت بسیار زیادی انجام می گیرد که تنها یک میلیاردیوم یک میلیونیوم ثانیه طول عمر دارند.

توانایی های عجیب آب

دانشمندان به تازگی موفق به کشف یکی دیگر از توانایی های عجیب آب شده اند که بر اساس آن می توان آب را با حرارت به حالت انجماد رساند. در حال حاضر باور عموم بر این است که آب در حرارت 32 درجه فارنهایت یا صفر درجه سیلسیوس به حالت انجماد می رسد.

 

ادامه نوشته