Fantatry ny rehetra fa ny rano dia miseho amin'ny fanjakana telo mitambatra. Mametraka ny kettle izahay, ary manomboka mangotraka ny rano ary lasa etona, mivadika avy amin'ny rano ho lasa gazy. Apetraho ao anaty vata fampangatsiahana izany, ary manomboka mivadika ho ranomandry izy io, ka miala amin'ny ranoka mankany amin'ny fanjakana mafy. Na izany aza, ao anatin'ny toe-javatra sasany, ny etona rano eny amin'ny rivotra dia afaka miditra avy hatrany ao amin'ny dingana mafy, mandingana ny dingan'ny rano. Fantatsika izany dingana izany amin'ny vokatra - lamina tsara tarehy amin'ny varavarankely amin'ny andro ririnina mangatsiaka. Ireo mpankafy fiara, rehefa mikosoka sosona ranomandry avy amin'ny fitaratra, dia matetika mampiavaka ity dingana ity amin'ny fampiasana epithets tsy ara-tsiansa, fa tena mampihetsi-po sy mazava. Amin'ny fomba iray na amin'ny fomba hafa, ny antsipirian'ny fiforonan'ny ranomandry amin'ny lafiny roa dia voasaron'ny tsiambaratelo nandritra ny taona maro. Ary vao haingana, sambany ny ekipan'ny mpahay siansa iraisam-pirenena no afaka nijery sary an-tsaina ny firafitry ny atomika amin'ny ranomandry roa dimanjato nandritra ny fananganana azy. Inona no tsiambaratelo miafina ao anatin'ity dingana ara-batana toa tsotra ity, ahoana no fomba nampisehoan'ny mpahay siansa azy ireo, ary ahoana no mahasoa ny zavatra hitany? Ny tatitry ny vondrona mpikaroka dia hilaza amintsika momba izany. Mandehana.
Fototry ny fianarana
Raha manitatra isika, dia saika misy lafiny telo ny zavatra manodidina antsika. Na izany aza, raha mandinika ny sasany amin'izy ireo amim-pitandremana kokoa isika, dia afaka mahita lafiny roa koa. Ohatra iray amin'izany ny crust of glace miforona eny ambonin'ny zavatra iray. Tsy miafina amin’ny fiarahamonina siantifika ny fisian’ny rafitra toy izany, satria efa nodinihina imbetsaka izy ireo. Saingy ny olana dia sarotra be ny mijery ireo rafitra metastable na intermediate tafiditra amin'ny fananganana ranomandry 2D. Izany dia noho ny olana banal - ny fragility sy ny fragility ny rafitra ianarana.
Soa ihany fa ny fomba fitarafana maoderina dia mamela ny santionany hamakafaka miaraka amin'ny fiantraikany kely indrindra, izay ahafahana mahazo data ambony indrindra ao anatin'ny fotoana fohy, noho ireo antony voalaza etsy ambony ireo. Tamin'ity fanadihadiana ity dia nampiasa mikraoskaopy hery atomika tsy misy fifandraisana ireo mpahay siansa, miaraka amin'ny tendron'ny fanjaitra mikraoskaopy voasarona monoxide karbonika (CO). Ny fampifangaroana ireo fitaovana fitarafana ireo dia ahafahana mahazo sary amin'ny fotoana tena misy ny firafitry ny sisiny amin'ny ranomandry hexagonal roa-dimensional nambolena teo amin'ny velarana volamena (Au).
Nasehon'ny mikraoskaopy fa mandritra ny fiforonan'ny ranomandry roa sosona dia misy sisiny roa (segmenta mampifandray vertices roa amin'ny polygon) miaraka amin'ny firafiny: zigzag (zigzag) ary miendrika seza (seza).
Seza seza (ankavia) sy zigzag (ankavanana) mampiasa graphene ho ohatra.
Tamin'ity dingana ity dia nangatsiaka haingana ireo santionany, ka namela ny firafitra atomika hodinihina amin'ny antsipiriany. Natao ihany koa ny modeling, izay nifanandrify indrindra tamin'ny valin'ny fandinihana.
Hita fa raha ny fananganana taolan-tehezana zigzag, dia misy molekiola rano fanampiny ampiana amin'ny sisiny efa misy, ary ny dingana manontolo dia fehezin'ny mekanika bridging. Fa amin'ny trangan'ny fananganana taolan-tehezana seza dia tsy nisy molekiola fanampiny hita, izay mifanohitra tanteraka amin'ny hevitra nentim-paharazana momba ny fitomboan'ny gilasy hexagonal roa sosona sy akora hexagonal roa amin'ny ankapobeny.
Nahoana ny mpahay siansa no nisafidy mikraoskaopy hery atomika tsy mifandray amin'ny fandinihany fa tsy mikraoskaopy mikraoskaopy (STM) na microscope electron transmission (TEM)? Araka ny efa fantatsika, ny safidy dia mifandray amin'ny fahasarotana amin'ny fandalinana ireo rafitra fohy sy marefo amin'ny ranomandry roa. Ny STM dia efa nampiasaina taloha handinihana ny ranomandry 2D maniry amin'ny sehatra isan-karazany, saingy ity karazana mikraoskaopy ity dia tsy mahatsapa ny toeran'ny nokleary, ary ny tendrony dia mety miteraka fahadisoana amin'ny sary. Ny TEM kosa dia mampiseho tsara ny firafitry ny taolan-tehezana. Na izany aza, ny fahazoana sary avo lenta dia mitaky elektrôna mahery vaika, izay afaka manova mora foana na manimba mihitsy aza ny firafitry ny sisin'ny akora XNUMXD mifamatotra covalent, tsy lazaina intsony ny sisiny mifatotra kokoa amin'ny ranomandry XNUMXD.
Ny mikraoskaopy hery atomika dia tsy manana fatiantoka toy izany, ary ny tendron'ny CO-coated dia mamela ny fandalinana ny rano interfacial izay misy fiantraikany kely amin'ny molekiola rano.
Valin'ny fikarohana
Sary #1
Naniry teo amin'ny habakabaka Au(111) tamin'ny hafanana 120 K teo ho eo ny ranomandry roa, ary 2.5 Å ny hateviny.1a).
Sary STM ny gilasy (1c) ary ny sarin'ny fiovan'ny Fourier fifadian-kanina (ampidirina in 1a) mampiseho rafitra hexagonal mirindra tsara miaraka amin'ny periodicity Au(111)-√3 x √3-30°. Na dia hita ao amin'ny sary STM aza ny tambajotran'ny ranomandry 2D mifandray amin'ny H, dia sarotra ny mamaritra ny topolojia amin'ny antsipiriany amin'ny rafitra sisiny. Nandritra izany fotoana izany, ny AFM miaraka amin'ny fifindran'ny frequence (Δf) amin'ny faritra santionany mitovy dia nanome sary tsara kokoa (1d), izay nahafahana nijery sary miendrika seza sy zigzag amin'ny rafitra. Ny totalin'ny halavan'ireo variana roa dia azo ampitahaina, fa ny salan'isa amin'ny taolan-tehezana teo aloha dia somary lava kokoa (1b). Ny taolan-tehezana zigzag dia mety hahatratra hatramin'ny 60 Å ny halavany, fa ireo miendrika seza kosa dia rakotra kilema mandritra ny fananganana, izay mampihena ny halavany ambony indrindra ho 10-30 Å.
Avy eo, ny sary AFM systematic dia natao tamin'ny haavon'ny fanjaitra samihafa (2a).
Sary #2
Amin'ny haavon'ny tendrony avo indrindra, rehefa ny mari-pamantarana AFM dia anjakan'ny hery elektrôstatika ambony kokoa, dia nisy andiana √3 x √3 sublattices roa amin'ny gilasy bilayer misy dimensional roa, ny iray amin'izy ireo dia aseho amin'ny 2a (ankavia).
Eo amin'ny haavon'ny fanjaitra ambany kokoa, ny singa mamiratra amin'ity subarray ity dia manomboka mampiseho ny fitarihana, ary ny subbarray hafa dia mivadika ho singa miendrika V (2a, afovoany).
Amin'ny haavon'ny fanjaitra faran'izay kely indrindra, ny AFM dia mampiseho rafitra toho-tantely misy tsipika mazava mampitohy sublattices roa, mampahatsiahy ny H-fatorana (2a, eo ankavanana).
Ny kajy amin'ny teôlôjia fampiasa amin'ny hakitroky dia mampiseho fa ny ranomandry amin'ny lafiny roa mitombo eo amin'ny habakabaka Au(111) dia mifanitsy amin'ny firafitry ny ranomandry misy sosona roa mifamatotra (2c), misy rano fisaka roa hexagonal. Ny hexagons amin'ny takelaka roa dia mifamatotra, ary ny zoro eo anelanelan'ny molekiolan'ny rano ao amin'ny fiaramanidina dia 120 °.
Isaky ny sosona rano, ny antsasaky ny molekiolan'ny rano dia mitsivalana (mifanandrify amin'ny substrate) ary ny antsasany kosa mitsangana (mitsangana amin'ny substrate), miaraka amin'ny O–H iray manondro miakatra na midina. Ny rano mitsangana mitsangana amin'ny sosona iray dia manome fatorana H ho an'ny rano marindrano amin'ny sosona hafa, ka miteraka rafitra miendrika H feno tanteraka.
AFM simulation mampiasa quadrupole (dz 2) tip (2b) mifototra amin'ny modely etsy ambony dia mifanaraka tsara amin'ny vokatra andrana (2a). Indrisy anefa, ny haavon'ny rano mitsivalana sy mitsangana dia manasarotra ny famantarana azy ireo mandritra ny fakana sary STM. Na izany aza, rehefa mampiasa mikroskopika hery atomika, ny molekiolan'ny karazana rano roa dia azo avahana mazava (2a и 2b havanana) satria ny hery elektrônika ambony indrindra dia tena saro-pady amin'ny orientation ny molekiolan'ny rano.
Azo atao ihany koa ny mamaritra bebe kokoa ny OH directionality ny rano marindrano sy mitsangana amin'ny alalan'ny fifandraisana misy eo amin'ny lamina ambony electrostatic hery sy Pauli repulsive hery, araka ny asehon'ny tsipika mena amin'ny 2a и 2b (foibe).
Sary #3
Ao amin'ny sary 3a и 3b (Dingana 1) dia mampiseho sarin'ny zigzag sy ny vombony amin'ny seza mihalehibe ny AFM. Hita fa mitombo ny sisiny zigzag raha mitazona ny rafitra tany am-boalohany, ary miaraka amin'ny fitomboan'ny sisiny miendrika seza, ny sisiny dia averina amin'ny rafitra ara-potoana amin'ny peratra 5756, i.e. rehefa ny firafitry ny taolan-tehezana dia mamerina tsindraindray ny filaharana pentagon - heptagon - pentagon - hexagon.
Ny kajy momba ny teoria momba ny asa dia mampiseho fa ny vombony zigzag tsy naorina sy ny vombony seza 5756 no miorina tsara indrindra. Ny sisiny 5756 dia miforona vokatry ny vokatra mitambatra izay manamaivana ny isan'ny fatorana hidrôzenina tsy mahavoky ary mampihena ny herin'ny tebiteby.
Tsaroan'ny mpahay siansa fa matetika dia mifarana amin'ny taolan-tehezana zigzag ny fiaramanidina fototra amin'ny ranomandry hexagonal, ary ny taolan-tehezana miendrika seza dia tsy hita noho ny hamaroan'ny fatorana hidrozenina tsy mahavoky. Na izany aza, amin'ny rafitra kely na amin'ny toerana voafetra, ny vombony seza dia afaka mampihena ny heriny amin'ny alàlan'ny fanavaozana mety.
Araka ny voalaza tetsy aloha, rehefa nijanona ny fitomboan'ny ranomandry amin'ny 120 K, dia nangatsiaka avy hatrany ny santionany ho 5 K mba hanandrana hanamaivana ireo rafitra sisiny metastable na tetezamita ary hiantohana ny fiainana santionany somary lava ho an'ny fandalinana amin'ny antsipiriany amin'ny fampiasana STM sy AFM. Azo natao ihany koa ny nanamboatra ny fizotry ny fitomboan'ny ranomandry roa-dimensional (sary No. 3) noho ny tendron'ny mikraoskaopy CO-functionalized, izay nahafahana mamantatra ireo rafitra metastable sy tetezamita.
Raha ny taolan-tehezana zigzag, dia hita indraindray miraikitra amin'ny taolan-tehezana mahitsy ny pentagons tsirairay. Afaka nilahatra misesy izy ireo, ka mamorona laharana misy fe-potoana 2 x aice (aice dia ny fiovaovan'ny lattice amin'ny ranomandry roa dimension. Ity fandinihana ity dia mety manondro fa ny fitomboan'ny sisiny zigzag dia atomboka amin'ny fananganana andiana pentagons (3a, dingana 1-3), izay ahitana rano roa tsiroaroa ho an'ny pentagon (zana-tsipìka mena).
Manaraka, ny firafitry ny pentagons dia mifandray mba hamorona rafitra toy ny 56665 (3a, dingana 4), ary avy eo dia mamerina ny endrika zigzag tany am-boalohany amin'ny fampitomboana etona rano.
Miaraka amin'ny sisiny miendrika seza dia mifanohitra amin'izany ny toe-javatra - tsy misy laharan'ny pentagons, fa ny elanelana fohy toa ny 5656 eo amin'ny sisiny dia matetika no jerena. Ny halavan'ny vombony 5656 dia fohy kokoa noho ny an'ny an'ny 5756. Mety ho noho ny fihenjanana be ny vombony 5656 ary tsy dia miorina loatra noho ny an'ny 5756. Manomboka amin'ny vombony seza 5756, peratra 575 no avadika ho peratra 656 eo an-toerana amin'ny fanampiana roa. enton-drano (3b, dingana 2). Manaraka, mitombo amin'ny lalana miampita ny peratra 656, mamorona sisiny amin'ny karazana 5656 (3b, dingana 3), saingy voafetra ny halavany noho ny fanangonan'ny angovo deformation.
Raha ampiana tsiroaroa rano iray amin'ny hexagon amin'ny vombony 5656, dia mety hihamalemy amin'ny ampahany ny deformation, ary izany dia hitarika amin'ny fiforonan'ny vombony 5756 (3b, dingana 4).
Ny valiny etsy ambony dia tena manondro, saingy nanapa-kevitra ny hanohana azy ireo amin'ny angon-drakitra fanampiny azo avy amin'ny kajy molecular dynamics ny etona rano amin'ny habakabaka Au (111).
Hita fa niforona soa aman-tsara sy tsy voasakantsakana ety ambonin'ny tany ireo nosy gilasy misy sosona XNUMXD, izay mifanaraka amin'ny fandinihantsika andrana.
Sary #4
Ao amin'ny sary 4a Ny mekanika amin'ny fananganana iombonana ny tetezana amin'ny taolan-tehezana zigzag dia aseho tsikelikely.
Ireto ambany ireto ny fitaovana fampitam-baovao momba ity fianarana ity miaraka amin'ny famaritana.
Fitaovana haino aman-jery No. 1
Tsara ny manamarika fa ny pentagon tokana mifatotra amin'ny sisiny zigzag dia tsy afaka miasa ho ivon-toeram-pivoarana eo an-toerana mba hampiroboroboana ny fitomboana.
Fitaovana haino aman-jery No. 2
Raha ny tokony ho izy, dia miforona eo amin'ny sisin'ny zigzag ny tamba-jotra misy pentagon tsy tapaka nefa tsy mifandray amin'ny voalohany, ary ny molekiolan'ny rano miditra avy eo dia samy manandrana mampifandray ireo pentagon ireo, ka miteraka rafitra rojo karazany 565. Indrisy fa tsy voamarika ny rafitra toy izany nandritra ny fotoana. fandinihana azo ampiharina, izay manazava ny androm-piainany tena fohy.
Fitaovana haino aman-jery No. 3 sy No. 4
Ny fanampin'ny mpivady rano iray dia mampifandray ny rafitra karazana 565 sy ny pentagon mifanakaiky, ka nahatonga ny fananganana ny rafitra karazana 5666.
Ny firafitry ny karazana 5666 dia mitombo amin'ny sisiny mba hamorona ny rafitra karazana 56665 ary amin'ny farany dia mivoatra ho makarakara hexagonal mifamatotra tanteraka.
Fitaovana haino aman-jery No. 5 sy No. 6
Ao amin'ny sary 4b ny fitomboana dia aseho amin'ny tranga misy taolan-tehezana. Ny fiovam-po avy amin'ny peratra karazana 575 ho karazana peratra 656 dia manomboka amin'ny sosona ambany, mamorona rafitra 575/656 mitambatra izay tsy azo avahana amin'ny karazana vombony 5756 amin'ny fanandramana, satria ny sosona ambony amin'ny ranomandry roa sosona ihany no azo alaina sary. nandritra ny andrana.
Fitaovana haino aman-jery No. 7
Ny tetezana 656 vokatr'izany dia lasa foiben'ny nucleation ho an'ny fitomboan'ny taolan-tehezana 5656.
Fitaovana haino aman-jery No. 8
Ny fampidirana molekiola rano iray amin'ny sisiny 5656 dia miteraka firafitry ny molekiola tsy mifanara-mihetsika.
Fitaovana haino aman-jery No. 9
Ny roa amin'ireo molekiolan'ny rano tsy mifanandrify ireo dia afaka mitambatra ho rafitra heptagonal marin-toerana kokoa, mameno ny fiovam-po avy amin'ny 5656 ka hatramin'ny 5756.
Ho an'ny fahatakarana bebe kokoa momba ny nuances amin'ny fianarana dia manoro hevitra aho ny hijery .
epilogue
Ny fehin-kevitra lehibe amin'ity fanadihadiana ity dia ny hoe ny fitondran-tena voamariky ny rafitra mandritra ny fitomboana dia mety ho mahazatra amin'ny karazana ranomandry roa dimension. Ny ranomandry hexagonal bilayer dia miforona amin'ny sehatra hydrophobic isan-karazany ary eo ambanin'ny fepetra hidirana amin'ny hydrophobic, ary noho izany dia azo raisina ho kristaly 2D misaraka (2D ice I), ny fiforonan'izy ireo dia tsy mahatsapa ny firafitry ny substrate.
Milaza amim-pahatsorana ny mpahay siansa fa ny teknikan'ny sary dia mbola tsy mety amin'ny fiasana amin'ny ranomandry telo-dimensional, fa ny vokatry ny fandalinana ranomandry roa dia azo ampiasaina ho fototry ny fanazavana ny fizotry ny fananganana ny havany volumetric. Raha lazaina amin'ny teny hafa, ny fahatakarana ny fomba fiforonan'ny rafitra roa dimension dia fototra manan-danja amin'ny fandalinana ireo lafiny telo. Noho izany tanjona izany dia mikasa ny hanatsara ny fomba fiasany ireo mpikaroka amin'ny ho avy.
Misaotra namaky, mijanòna liana ary mirary herinandro mahafinaritra ry zalahy. 🙂
Ny doka sasany 🙂
Misaotra anao nijanona niaraka taminay. Tianao ve ny lahatsoratray? Te-hahita votoaty mahaliana kokoa? Tohano izahay amin'ny fametrahana baiko na fanolorana amin'ny namana, , analogue tsy manam-paharoa amin'ny mpizara ambaratonga fidirana, izay noforoninay ho anao: (misy miaraka amin'ny RAID1 sy RAID10, hatramin'ny 24 cores ary hatramin'ny 40GB DDR4).
Dell R730xd 2x mora kokoa amin'ny foibe data Equinix Tier IV any Amsterdam? Eto ihany any Holandy! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - manomboka amin'ny $99! Vakio ny momba ny
Source: www.habr.com