หากทรงกลมขนาดไมครอนเคลือบด้วยทองคำครึ่งหนึ่งและแพลตตินั่มครึ่งหนึ่ง จากนั้นใส่ลงในสารละลายไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ ลูกบอลจะเริ่ม “ว่ายน้ำ” โดยให้ด้านสีทองชี้ไปข้างหน้า ขนานนามว่า “ทรงกลมเจนัส” สำหรับเทพเจ้าโรมันสองหน้า การเคลื่อนที่ของอนุภาคที่ขับเคลื่อนด้วยตนเองเหล่านี้ทำให้นักฟิสิกส์หลงใหลมาช้านาน ตอนนี้ทีมนักวิจัยของสหราชอาณาจักรที่นำโดยDaan Frenkel
จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้แสดงให้เห็นว่า
การเคลื่อนไหวของพวกเขาสามารถอธิบายได้เป็นส่วนใหญ่โดยการเพิ่มโมเมนตัมที่ได้รับจากปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นที่ด้านแพลตตินัมกุญแจสำคัญในการเคลื่อนที่ของทรงกลม Janus คือความไม่สมมาตรของกิจกรรมทางเคมีที่เกิดขึ้นที่พื้นผิวของมัน แม้ว่าทองคำจะไม่ทำปฏิกิริยา แต่ทองคำขาวทำหน้าที่เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่เร่งปฏิกิริยาเคมีอย่างมีนัยสำคัญ ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่สัมผัสกับแพลตตินั่มจะสลายตัวเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน ปล่อยพลังงานออกมาในกระบวนการ ในปี 2555 นักวิจัยในสหรัฐฯ พบว่าปฏิกิริยานี้ทำให้เกิดฟองบนผิวแพลตตินั่มที่เติบโตในตอนแรก จากนั้นก็แตกออกอย่างกะทันหัน แม้ว่าการระเบิดจะส่งผลต่อการขับเคลื่อนของทรงกลม Janus แต่ก็ไม่สามารถอธิบายการเคลื่อนไหวได้อย่างเต็มที่
เชื้อเพลิงจรวดในการศึกษาของพวกเขา ทีมของ Frenkel ได้กลับมายังปัญหาอีกครั้งหลังจากพูดคุยกันว่าไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์เป็นส่วนประกอบทั่วไปในเชื้อเพลิงจรวดและมีส่วนสำคัญต่อการขับเคลื่อนของจรวดผ่านการสลายตัวของมันอย่างไร เพื่อให้สิ่งนี้เกิดขึ้นกับทรงกลม Janus ปฏิกิริยาเคมีใกล้พื้นผิวแพลตตินัมควรส่งโมเมนตัมไปยังทรงกลม แนวคิดนี้ค่อนข้างง่าย แต่ก็ยังไม่ได้สำรวจในการศึกษาก่อนหน้านี้
ฟองอากาศที่ระเบิดออกมาขับไมโครมอเตอร์
เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ Frenkel และเพื่อนร่วมงานได้สร้างแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ของทรงกลม Janus ซึ่งการสลายตัวของโมเลกุลไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์แต่ละครั้งที่ด้านแพลตตินัมทำให้เกิดโมเมนตัมเล็กน้อยต่อทรงกลม เมื่อพวกเขาพิจารณาคุณสมบัติของเหลวของสารละลาย Frenkel และเพื่อนร่วมงานพบว่าความเร็วของทรงกลมเสมือนของพวกเขาแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ที่ชัดเจนกับพลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้
ทีมงานกล่าวว่าผลลัพธ์ของมันตกลงอย่างสมเหตุสมผลกับการสังเกตจากการทดลองจริง ดังนั้นจึงเป็นหลักฐานแรกที่ชัดเจนว่าปฏิกิริยาเคมีจะต้องถือเป็นกลไกการขับเคลื่อนทรงกลม Janus ที่สำคัญพร้อมกับฟองสบู่ ตอนนี้ทีมวางแผนที่จะศึกษาอนุภาค Janus ที่มีรูปร่างไม่ทรงกลมและดูทรงกลมที่มีรูปแบบพื้นผิวของตัวเร่งปฏิกิริยาที่ซับซ้อนมากขึ้น การวิจัยของพวกเขาอาจนำไปสู่มอเตอร์ขนาดไมโครและนาโนสเกลชนิดใหม่ รวมทั้งให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับกระบวนการทางชีววิทยา เช่น การขับเคลื่อนตัวเองของเซลล์ที่มีชีวิต
ใน SmS เปลือกเวเลนซ์เพียงครึ่งเดียวของอะตอม Sm แต่ละอะตอมทำหน้าที่เป็นสิ่งเจือปนแม่เหล็กขนาดเล็กที่ชี้ไปในทิศทางที่แน่นอนMaxim Dzeroนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากKent State Universityผู้ซึ่งร่วมมือกับ Jarrige และ Mazzone อธิบาย เนื่องจาก SmS เป็นโลหะ มันจึงประกอบด้วยอิเล็กตรอนนำไฟฟ้าที่สามารถเข้าใกล้และยกเลิกโมเมนต์แม่เหล็กของสิ่งเจือปนได้ อิเล็กตรอนสามารถเคลื่อนเข้าสู่เปลือกเวเลนซ์ เติมเต็มและนำไปสู่การขยายตัวของวัสดุ
สำรวจวัสดุจากแร่หายากอื่น ๆ
การคำนวณของ Dzero แนะนำว่าแอมพลิจูดของ NTE นี้สามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนปริมาณของยาสลบอิตเทรียม แม้ว่า Mazzone จะตั้งข้อสังเกตว่าสมมติฐานนี้จำเป็นต้องได้รับการทดสอบเพิ่มเติม นักวิจัยยังคาดการณ์ด้วยว่าโลหะหายากอีก 2 ชนิด ได้แก่ ทูเลียมและอิตเทอร์เบียม ควรแสดง NTE ที่ขับเคลื่อนด้วยเอฟเฟกต์ของ Kondo และ Mazzone กล่าวว่าน่าสนใจที่จะเห็นว่าขนาดของการขยายตัวนั้นใหญ่เท่ากับใน Sm หรือไม่ ในโลหะหายากอื่น ๆ ที่ศึกษาจนถึงตอนนี้ ระดับของการขยายตัวทางความร้อนเชิงลบนั้นอยู่ในระดับที่ดีที่สุด เขากล่าวเสริม
การแกว่งของควอนตัมปรากฏในฉนวนคอนโดงานวิจัยปัจจุบันซึ่งมีรายละเอียดอยู่ในPhysical Review Lettersอาจมีความสำคัญต่อการพัฒนาวัสดุคอมโพสิตที่มีการขยายตัวทางความร้อนใกล้ศูนย์ วัสดุดังกล่าวจะมีโลหะผสมที่ขยายตัวด้านหนึ่งและหดตัวอีกด้านหนึ่งเมื่อเย็นตัวลง ทำให้ขนาดโดยรวมเท่ากัน วัสดุประเภทนี้สามารถใช้ทำชิ้นส่วนโลหะในปีกเครื่องบินได้ ซึ่งมักประกอบด้วยคอมโพสิตหรือโลหะผสมที่มีคุณสมบัติการขยายตัวตรงข้ามกัน เพื่อป้องกันอันตรายจากการหดตัวที่อุณหภูมิต่ำที่พบในระดับความสูงที่สูง การใช้งานอื่นๆ ได้แก่ การสัมผัสที่อุณหภูมิคงที่ในอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์ที่มีการหมุนเวียนความร้อนและวัสดุพื้นผิวสำหรับกระจกในกล้องโทรทรรศน์และดาวเทียม
ค่าสัมประสิทธิ์ NTE ที่ Brookhaven และกลุ่มอื่นๆ ได้รายงานสำหรับ SmS ที่เจือด้วย yttrium นั้นใหญ่พอที่จะตอบสนองแม้กระทั่งแอปพลิเคชันเทคโนโลยีที่มีความต้องการมากที่สุด แต่ Jarrige ยอมรับว่าค่าใช้จ่ายสูงของ Sm อาจจำกัดการปรับใช้
“นี่คือเหตุผลสำคัญที่จะต้องสำรวจวัสดุจากแร่หายากอื่นๆ เพื่อให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าผลกระทบของคอนโดสามารถกระตุ้นการเปลี่ยนแปลงของวัสดุในระดับมหภาคได้อย่างไร” เขากล่าวกับPhysics World “การศึกษาเหล่านี้สามารถช่วยให้เราหาทางเลือกที่ถูกกว่าแทน Y-doped SmS”
โรคอัลไซเมอร์เป็นรูปแบบหนึ่งของภาวะสมองเสื่อมที่พบได้บ่อยที่สุด แต่การวินิจฉัยตั้งแต่เนิ่นๆ เป็นเรื่องที่ท้าทาย เนื่องจากตัวบ่งชี้ทางชีวภาพของโรคจำนวนมากก็เกิดขึ้นเช่นกันเนื่องจากเป็นส่วนหนึ่งของการสูงวัยตามปกติ เมื่อผู้ป่วยเริ่มแสดงอาการ เช่น ความรู้ความเข้าใจเสื่อมถอย พวกเขามีแนวโน้มจะอยู่ในระยะกลางถึงปลายของโรคแล้ว
Credit : mypercu.net ondrejsury.net ottawahomebuilders.net pandorajewellerybuy.org percepcionsonora.com
