هرڅوک پوهیږي چې اوبه په دریو حالتونو کې راټولیږي. موږ کیتلی واچوو، او اوبه په جوش او تبخیر پیل کوي، له مایع څخه ګاز ته بدلیږي. موږ یې په فریزر کې واچوو، او دا په یخ بدلیږي، په دې توګه د مایع څخه یو جامد حالت ته حرکت کوي. په هرصورت، په ځینو شرایطو کې، په هوا کې موجود د اوبو بخار کولی شي سمدلاسه جامد پړاو ته لاړ شي، د مایع پړاو څخه تیریږي. موږ دا پروسه د هغې په پایله کې پوهیږو - په یخ ژمي کې په کړکیو کې ښکلي نمونې. د موټر مینه وال ، کله چې د وینډشیلډ څخه د یخ پرت سکریپ کوي ، ډیری وختونه دا پروسه د خورا ساینسي نه ، مګر خورا احساساتي او روښانه توضیحاتو په کارولو سره مشخص کوي. په یوه لاره یا بل ډول، د دوه اړخیزه یخ جوړولو توضیحات د ډیرو کلونو لپاره په پټه کې پټ شوي. او په دې وروستیو کې، د لومړي ځل لپاره، د ساینس پوهانو یوه نړیواله ډله وتوانیدله چې د دوه اړخیزه یخ اټومي جوړښت د جوړولو په وخت کې وګوري. په دې ښکاري ساده فزیکي پروسې کې کوم رازونه پټ دي، ساینس پوهانو څنګه یې د افشا کولو اداره کړې، او د دوی موندنې څنګه ګټورې دي؟ په دې اړه د څېړنيزې ډلې راپور به موږ ته ووايي. لاړ شه.
د مطالعې اساس
که موږ مبالغه وکړو، نو په حقیقت کې زموږ شاوخوا ټول شیان درې اړخیز دي. په هرصورت، که موږ ځینې یې په ډیر دقت سره په پام کې ونیسو، موږ کولی شو دوه اړخیزه هم پیدا کړو. د یخ یوه ټوټه چې د یو څه په سطحه جوړیږي د دې اصلي مثال دی. د داسې جوړښتونو شتون د ساینسي ټولنې لپاره پټ نه دی، ځکه چې دوی ډیری وختونه تحلیل شوي. مګر ستونزه دا ده چې د 2D یخ په جوړولو کې دخیل میټاسټ ایبل یا منځني جوړښتونو لیدل خورا ستونزمن دي. دا د بندیز ستونزو له امله دی - د جوړښتونو نازکتیا او نزاکت چې مطالعه کیږي.
خوشبختانه، د سکین کولو عصري میتودونه اجازه ورکوي چې نمونې د لږترلږه اغیزو سره تحلیل شي، کوم چې د پورتنیو دلایلو له امله په لنډ وخت کې د اعظمي معلوماتو ترلاسه کولو ته اجازه ورکوي. په دې څیړنه کې، ساینس پوهانو د غیر تماس لرونکي اټومي ځواک مایکروسکوپي کارولې، د مایکروسکوپ ستنې سره د کاربن مونو اکساید (CO) سره پوښل شوي. د دې سکین کولو وسیلو ترکیب دا امکان رامینځته کوي چې د سرو زرو (Au) سطحه کې کرل شوي دوه اړخیز بیلیر هیکساگونل یخ د څنډې جوړښتونو ریښتیني وخت عکسونه ترلاسه کړي.
مایکروسکوپي ښودلې چې د دوه اړخیزه یخ د جوړولو په وخت کې، دوه ډوله څنډې (هغه برخې چې د پولیګون دوه عمودي سره نښلوي) په یو وخت کې په خپل جوړښت کې یوځای شتون لري: zigzag (zigZag) او د څوکۍ په شکل (آرمچیر).
آرمچیر (کیڼ) او زیګزګ (ښي) څنډې د مثال په توګه د ګرافین په کارولو سره.
په دې مرحله کې، نمونې په چټکۍ سره کنګل شوي، د اټومي جوړښت اجازه ورکوي چې په تفصیل سره معاینه شي. ماډلینګ هم ترسره شو، چې پایلې یې په لویه کچه د مشاهدې پایلو سره سمون لري.
دا وموندل شوه چې د زیګزګ ریبونو رامینځته کیدو په صورت کې ، د اوبو اضافي مالیکول په موجوده څنډه کې اضافه کیږي ، او ټوله پروسه د پل کولو میکانیزم لخوا تنظیم کیږي. مګر د آرمچیر ریبونو د جوړولو په صورت کې، هیڅ اضافي مالیکولونه ندي موندل شوي، کوم چې په عمومي توګه د دوه اړخیزه مسدس یخ او دوه اړخیزه مسدس موادو د ودې په اړه د دودیزو نظرونو سره په کلکه مخالفت کوي.
ولې ساینس پوهانو د خپلو کتنو لپاره د سکینګ تونل مایکروسکوپ (STM) یا د لیږد بریښنایی مایکروسکوپ (TEM) پرځای د غیر تماس لرونکي اټومي ځواک مایکروسکوپ غوره کړ؟ لکه څنګه چې موږ دمخه پوهیږو، انتخاب د دوه اړخیزه یخ لنډ مهاله او نازک جوړښتونو د مطالعې له ستونزو سره تړاو لري. STM پخوا د 2D یخونو مطالعه کولو لپاره کارول کیده چې په مختلفو سطحو کې کرل شوي، مګر دا ډول مایکروسکوپ د نیوکلی موقعیت سره حساس نه دی، او د هغې ټیپ کولی شي د انځور کولو تېروتنې لامل شي. TEM، برعکس، په بشپړه توګه د ریبونو اټومي جوړښت ښیي. په هرصورت، د لوړ کیفیت لرونکي عکسونو ترلاسه کول د لوړ انرژی الکترونونو ته اړتیا لري، کوم چې کولی شي په اسانۍ سره د XNUMXD XNUMXD موادو د کنډک جوړښت بدل کړي یا حتی له منځه یوسي، په XNUMXD یخ کې د ډیر نرم تړل شوي کنډکونو یادونه نه کوي.
د اټومي ځواک مایکروسکوپ دا ډول نیمګړتیاوې نلري، او د CO-coated ټیپ د اوبو په مالیکولونو باندې د لږ نفوذ سره د انټرفاشیل اوبو مطالعې ته اجازه ورکوي.
د مطالعې پایلې
انځور #1
دوه اړخیزه یخ د آو (111) سطحې په شاوخوا کې د 120 K په تودوخې کې کرل شوي، او ضخامت یې 2.5 Å (.1).
د یخ STM انځورونه (1c) او اړونده ګړندۍ فویریر ټرانسفارم عکس (inset in 1) د Au(111) -√3 x √3-30° د دوران سره یو ښه ترتیب شوی مسدس جوړښت ښکاره کوي. که څه هم د 2D یخ سیلولر H- وصل شوی شبکه د STM عکس کې لیدل کیږي، د څنډې جوړښتونو تفصيلي ټوپولوژي معلومه کول ستونزمن دي. په ورته وخت کې، د ورته نمونې ساحې د فریکونسۍ بدلون (Δf) سره AFM غوره انځورونه ورکړل (1d)، کوم چې د جوړښت د څوکۍ شکل او زیګزګ برخې لیدل ممکن کړي. د دواړو ډولونو ټول اوږدوالی د پرتلې وړ دی، مګر د مخکیني ریب اوسط اوږدوالی یو څه اوږد دی (1b). زیګزګ ریبونه په اوږدوالي کې تر 60 Å پورې وده کولی شي، مګر د څوکۍ په شکل کې د جوړښت په وخت کې نیمګړتیاوې پوښل کیږي، چې د دوی اعظمي اوږدوالی 10-30 Å ته راټیټوي.
بیا، سیستماتیک AFM امیجنگ د ستنې مختلف لوړوالی کې ترسره شو (2).
انځور #2
د لوړ ټیپ لوړوالی کې، کله چې د AFM سیګنال د لوړ ترتیب الیکټروسټاټیک ځواک تسلط ولري، په دوه اړخیزه بیلیر یخ کې د √3 x √3 sublattices دوه سیټونه په ګوته شوي چې یو یې په کې ښودل شوی. 2 (کیڼ اړخ ته).
د ستنې په ټیټو لوړوالی کې، د دې فرعي سرې روښانه عناصر د سمت په ښودلو پیل کوي، او نور فرعي سرې په V شکل لرونکي عنصر بدلیږي (2a، په مرکز کې).
د ستنې په لږ تر لږه لوړوالی کې، AFM د شاتو د شاتو جوړښت څرګندوي چې روښانه کرښې دوه فرعي ټوټې سره نښلوي، د H-bonds یادونه کوي (2a، ښي خوا ته).
د کثافت فعالیت تیوري محاسبه ښیي چې دوه اړخیزه یخ چې په Au(111) سطحه کرل کیږي د دوه اړخیزه یخ جوړښت سره مطابقت لري (2s)، د اوبو د دوه فلیټ مسدس پرتونو مشتمل دی. د دوو شیټونو مسدسونه یو ځای شوي دي، او په الوتکه کې د اوبو د مالیکولونو تر منځ زاویه 120 ° ده.
د اوبو په هر طبقه کې، د اوبو نیمایي مالیکولونه په افقي ډول (د سبسټریټ سره موازي) او پاتې نیم یې په عمودي ډول (د سبسټریټ ته عمودي) پراته دي، د یو O-H سره پورته یا ښکته. په یوه طبقه کې عمودي پرتې اوبه په بل طبقه کې افقی اوبو ته د H-bond مرسته کوي، چې په پایله کې د H-شکل جوړښت په بشپړه توګه سنتر شوی.
د کواډرپول (dz 2) ټیپ په کارولو سره د AFM سمولیشن (2bد پورتني ماډل پراساس د تجربوي پایلو سره په ښه موافقت کې دی (2a). له بده مرغه، د افقی او عمودی اوبو ورته لوړوالی د STM امیجنگ په جریان کې د دوی پیژندل ستونزمن کوي. په هرصورت، کله چې د اټومي ځواک مایکروسکوپي کاروي، د اوبو د دواړو ډولونو مالیکولونه په روښانه توګه د توپیر وړ دي (2a и 2b حق) ځکه چې د لوړ ترتیب الیکټروسټاټیک ځواک د اوبو مالیکولونو لور ته خورا حساس دی.
دا هم ممکنه وه چې د افقی او عمودی اوبو د O-H سمتیت د لوړ ترتیب الیکټروسټاټیټیک قوتونو او پاولی تکراری ځواکونو ترمنځ د تعامل له لارې مشخص کړی، لکه څنګه چې د سور لیکو لخوا ښودل شوی. 2 и 2b (مرکز).
انځور #3
په انځورونو کې 3 и 3b (مرحله 1) په ترتیب سره د زیګزګ او آرمچیر فینز لوی شوي AFM عکسونه ښیې. دا وموندل شوه چې د زیګزګ څنډه د خپل اصلي جوړښت ساتلو پرمهال وده کوي ، او د څوکۍ په شکل څنډه وده کوي ، څنډه د 5756 حلقو په دوراني جوړښت کې بحال کیږي ، د بیلګې په توګه. کله چې د پسونو جوړښت په دوره توګه د پینټاګون تسلسل تکراروي - هیپټاګون - پنټاګون - مسدس.
د کثافت فعالیت تیوري حسابونه ښیې چې غیر جوړ شوي زیګزګ فن او د 5756 کرسی فن خورا مستحکم دي. د 5756 څنډه د ګډو تاثیراتو په پایله کې رامینځته شوې چې د غیر سنتر شوي هایدروجن بانډونو شمیر کموي او د فشار انرژي کموي.
ساینس پوهان یادونه کوي چې د هیکساگونل یخ بیسال الوتکې معمولا په زیګزګ ریبونو کې پای ته رسي ، او د څوکۍ په شکل ریبونه د غیر مطمئن هایدروجن بانډونو لوړ کثافت له امله غیر حاضر دي. په هرصورت، په کوچنیو سیسټمونو کې یا چیرې چې ځای محدود وي، د څوکۍ فین کولی شي د مناسب بیا ډیزاین له لارې خپله انرژي کمه کړي.
لکه څنګه چې مخکې یادونه وشوه، کله چې په 120 K کې د یخ وده ودرول شوه، نمونه سمدلاسه 5 K ته یخه شوه ترڅو د میټاسټبل یا لیږد څنډه جوړښتونو منجمد کولو هڅه وکړي او د STM او AFM په کارولو سره د تفصيلي مطالعې لپاره د نمونې اوږد ژوند تضمین کړي. دا هم ممکنه وه چې د دوه اړخیز یخ د ودې پروسې بیا رغونه (انځور نمبر 3) د CO-فعال شوي مایکروسکوپ ټیپ څخه مننه، کوم چې د میټاسټایبل او لیږد جوړښتونو کشف کول ممکن کړي.
د زیګزګ ریبونو په حالت کې، انفرادي پینټاګون ځینې وختونه د مستقیم پسونو سره تړل شوي موندل شوي. دوی کولی شي په قطار کې ودریږي، د 2 x دوره سره یو صف جوړوي aice (aice د دوه اړخیز یخ جامد ثابت دی). دا مشاهده ښایي چې د زیګزګ څنډو وده د پنټاګون د دورې سرې په جوړولو سره پیل کیږي (3، 1-3 ګام)، کوم چې د پنټاګون (سرخ تیر) لپاره د اوبو دوه جوړه اضافه کول شامل دي.
بیا، د پنټاګون لړۍ د 56665 په څیر جوړښت جوړولو لپاره نښلول کیږي (3، مرحله 4)، او بیا د ډیرو اوبو بخار په اضافه کولو سره اصلي زیګزګ بڼه بیرته راولي.
د څوکۍ په شکل د څنډو سره وضعیت برعکس دی - د پنټاګون لړۍ شتون نلري، مګر د دې پرځای لنډ واټنونه لکه 5656 په څنډه کې ډیری وختونه لیدل کیږي. د 5656 فین اوږدوالی د 5756 په پرتله د پام وړ لنډ دی. دا ممکن د 5656 فین په پرتله ډیر فشار ولري او د 5756 په پرتله لږ ثبات ولري. د 5756 کرسی فن سره پیل کیږي، 575 حلقې په سیمه ایز ډول د دوه دوه اضافه کولو سره په 656 حلقو بدلیږي. د اوبو بخار (3b، مرحله 2). بیا، 656 حلقې په انتقالي لوري کې وده کوي، د 5656 ډوله څنډه جوړوي (3b، مرحله 3) ، مګر د محدود اوږدوالي سره د خرابوالي انرژي راټولولو له امله.
که چیرې د اوبو یوه جوړه د 5656 فین په مسدس کې اضافه شي ، نو خرابوالی به په جزوي توګه ضعیف شي ، او دا به بیا د 5756 فین رامینځته کیدو لامل شي (3bمرحله 4).
پورتنۍ پایلې خورا څرګندې دي، مګر پریکړه وشوه چې د Au (111) سطحې د اوبو بخار د مالیکولر ډینامیک محاسبې څخه ترلاسه شوي اضافي معلوماتو سره د دوی ملاتړ وکړي.
دا وموندل شوه چې د 2D ډبل پرت یخ ټاپوګان په بریالیتوب سره رامینځته شوي او په سطح کې بې خنډه رامینځته شوي ، کوم چې زموږ د تجربوي مشاهدو سره مطابقت لري.
انځور #4
په انځور کې 4 په زیګزګ ریبونو کې د پلونو د ډله ایز جوړښت میکانیزم ګام په ګام ښودل شوی.
لاندې د دې مطالعې په اړه د توضیحاتو سره د رسنیو توکي دي.
د رسنیو مواد نمبر 1
د یادولو وړ ده چې یو واحد پنټاګون چې د زیګزګ څنډې سره وصل دی نشي کولی د ودې وده لپاره د محلي نیوکلیشن مرکز په توګه عمل وکړي.
د رسنیو مواد نمبر 2
پرځای یې، د پنټاګون یوه دوره ایز مګر غیر تړل شوي شبکه په پیل کې د زیګزګ په څنډه کې رامینځته کیږي، او وروسته راتلونکی د اوبو مالیکولونه په ګډه هڅه کوي چې دا پنټاګون سره وصل کړي، چې په پایله کې د 565 ډوله سلسلې جوړښت رامینځته کیږي، له بده مرغه، دا ډول جوړښت په جریان کې ندی لیدل شوی. عملي کتنې، کوم چې د دې خورا لنډ ژوند تشریح کوي.
د رسنیو مواد ۳ او ۴ شمیره
د اوبو د یوې جوړې اضافه کول د 565 ډول جوړښت او نږدې پنټاګون سره نښلوي، چې په پایله کې د 5666 ډول جوړښت رامینځته کیږي.
د 5666 ډوله جوړښت ورو ورو وده کوي ترڅو د 56665 ډول جوړښت رامینځته کړي او په پای کې په بشپړ ډول وصل شوي هیکساگونل جال ته وده ورکړي.
د رسنیو مواد ۳ او ۴ شمیره
په انځور کې 4b وده د بازو د څوکۍ په حالت کې ښودل کیږي. د ډول 575 حلقو څخه 656 ډوله حلقو ته تبادله د لاندې طبقې څخه پیل کیږي، د 575/656 جامع جوړښت رامینځته کوي چې په تجربو کې د 5756 فین ډول څخه توپیر نشي کولی، ځکه چې یوازې د دوه پرت یخ پورتنۍ طبقه انځور کیدی شي. د تجربو په جریان کې.
د رسنیو مواد نمبر 7
پایله شوی پل 656 د 5656 ریب د ودې لپاره د نیوکلیشن مرکز کیږي.
د رسنیو مواد نمبر 8
په 5656 څنډه کې د اوبو یو مالیکول اضافه کول د خورا ګرځنده غیر جوړه مالیکول جوړښت پایله کوي.
د رسنیو مواد نمبر 9
د دې نه جوړه شوي اوبو مالیکولونو څخه دوه کولی شي وروسته په یو ډیر باثباته هیپټاګونال جوړښت کې سره یوځای شي، د 5656 څخه تر 5756 پورې تبادله بشپړوي.
د مطالعې د باریکیو په اړه د لا زیاتو مفصلو پوهیدو لپاره ، زه وړاندیز کوم چې یو نظر وګورم .
اییلیلوم
د دې څیړنې اصلي پایله دا ده چې د ودې پرمهال د جوړښتونو لیدل شوي چلند ممکن د دوه اړخیز یخ ټولو ډولونو لپاره عام وي. بیلیر هیکساگونل یخ په مختلفو هایدروفوبیک سطحونو او د هایدروفوبیک محدودیتونو لاندې شکلونه رامینځته کوي ، او له همدې امله د جلا 2D کرسټال (2D آئس I) په توګه په پام کې نیول کیدی شي ، چې جوړښت یې د سبسټریټ لاندې جوړښت ته حساس نه دی.
ساینس پوهان په صادقانه توګه وايي چې د دوی د انځور کولو تخنیک لا تر اوسه د درې اړخیز یخ سره کار کولو لپاره مناسب نه دی، مګر د دوه اړخیزه یخ مطالعې پایلې کولی شي د هغې د حجمیتریک نسب د جوړښت پروسې تشریح کولو بنسټ په توګه کار وکړي. په بل عبارت، پوهیدل چې څنګه دوه اړخیز جوړښتونه رامینځته کیږي د درې اړخیزو مطالعاتو لپاره یو مهم بنسټ دی. دا د دې هدف لپاره دی چې څیړونکي په راتلونکي کې د دوی میتودولوژی ته وده ورکولو پلان لري.
د لوستلو لپاره مننه ، لیواله اوسئ او یوه ښه اونۍ هلکان ولرئ. 🙂
ځینې اعلانونه 🙂
له موږ سره د پاتې کیدو لپاره مننه. ایا تاسو زموږ مقالې خوښوي؟ غواړئ نور په زړه پورې مینځپانګه وګورئ؟ د امر په ورکولو یا ملګرو ته وړاندیز کولو سره زموږ ملاتړ وکړئ ، , د ننوتلو کچې سرورونو یو ځانګړی انلاګ ، کوم چې زموږ لخوا ستاسو لپاره اختراع شوی و: (د RAID1 او RAID10 سره شتون لري، تر 24 کور پورې او تر 40GB DDR4 پورې).
ډیل R730xd په امستردام کې د Equinix Tier IV ډیټا مرکز کې 2 ځله ارزانه؟ یوازې دلته په هالنډ کې! ډیل R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - له $ 99 څخه! په اړه ولولئ
سرچینه: www.habr.com