เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง สมาชิกทีมมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงในห้องแล็บ มารยาท: มหาวิทยาลัยเจ้อเจียงนักวิจัยในประเทศจีนประสบความสำเร็จในการประกอบเส้นใยกราฟีนออกไซด์โดยใช้กระบวนการที่ปกติเห็นได้เฉพาะในระบบชีวภาพเท่านั้น กระบวนการใหม่ซึ่งเลียนแบบการหลอมรวมของเซลล์และการแยกตัว สามารถนำไปใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น ตัวกระตุ้นหรือ “กล้ามเนื้อเทียม” ที่ใช้ในอุปกรณ์ทางการแพทย์ขนาดเล็ก หุ่นยนต์ และสิ่งทออัจฉริยะ
วัสดุที่ตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงของสิ่งแวดล้อม
ในลักษณะเดียวกับที่วัสดุธรรมชาติถูกมองว่าเป็นส่วนประกอบในอุดมคติสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เกิดขึ้นใหม่ กลไกทางธรรมชาติอย่างหนึ่งที่นักวิจัยกระตือรือร้นที่จะเลียนแบบเป็นพิเศษคือ การประกอบตัวเองทางชีววิทยา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การรวมตัวของเซลล์และการแยกตัว ในการหลอมรวม เซลล์ตั้งแต่สองเซลล์ขึ้นไปรวมกันเป็นหนึ่งเดียว ในขณะที่การแยกเซลล์ออกเป็นสองส่วนขึ้นไป ทั้งสองกระบวนการถูกกระตุ้นโดยสิ่งเร้า เช่น แสง อุณหภูมิ หรือความชื้น
กระบวนการกระตุ้นด้วยตัวทำละลายแบบย้อนกลับได้ในงานใหม่Chao Gaoจากมหาวิทยาลัยเจ้อเจียงและเพื่อนร่วมงานจากมหาวิทยาลัย Xi’an Jiaotongเริ่มต้นด้วยการประกอบไมโครไฟเบอร์ของกราฟีนออกไซด์ (รูปแบบออกซิไดซ์ของคาร์บอนที่มีความหนาหนึ่งอะตอม) โดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการปั่นเปียก ทีมงานเลือกวัสดุนี้เนื่องจากลักษณะที่ยืดหยุ่นสูงทำให้ง่ายต่อการปั่นเปียกเป็นเส้นใย ขณะที่กลุ่มฟังก์ชันออกซิเจนทำให้ปฏิกิริยาทางเคมี เส้นใยที่ได้จะมี “เปลือก” ด้านนอกที่จำกัดการเคลื่อนที่ของแผ่นกราฟีนออกไซด์
เมื่อนักวิจัยแช่เส้นใยในตัวทำละลายที่เหมาะสม พวกเขาพบว่าเส้นใยประกอบตัวเองเป็นเส้นด้าย “ลำดับชั้น” นั่นคือเส้นด้ายที่โครงสร้างฐานเดียวกันทำซ้ำในระดับความยาวที่แตกต่างกัน – ประกอบด้วยเส้นใยแต่ละพันชนิด ทีมงานยังสามารถย้อนกลับกระบวนการนี้โดยการแช่ส่วนประกอบเส้นใยในน้ำหรือตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีขั้ว ดังนั้นจึงเลียนแบบทั้งสองส่วนของวัฏจักรฟิวชัน-ฟิชชันทางชีวภาพ
เพื่อทำความเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นในระดับของเส้นใย
แต่ละเส้น นักวิจัยได้ใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบออปติคัลและการสแกนเพื่อสังเกตกระบวนการฟิวชัน-ฟิชชัน พวกเขาพบว่าเมื่อวางเส้นใยลงในน้ำหรือตัวทำละลายอินทรีย์ที่มีขั้ว พวกมันจะพองตัวและมีปริมาตรเพิ่มขึ้นอย่างมาก ความยืดหยุ่นของเส้นใยก็เพิ่มขึ้นเช่นกัน และรูปร่างของเปลือกไฟเบอร์จะสลับไปมาระหว่างสถานะคล้ายท่อที่มีรอยย่นและสถานะทรงกระบอกที่แบนกว่าผ่านการบวมและลอกออก Gao และเพื่อนร่วมงานอธิบายว่าสวิตช์นี้สร้างอินเทอร์เฟซของไฟเบอร์ชั่วคราว ซึ่งนำไปสู่การหลอมรวมตัวเองแบบวนรอบและการแยกตัวของเส้นใยกราฟีนออกไซด์ตามจำนวนที่กำหนด
“กลยุทธ์ที่หลากหลาย”
นักวิจัยที่อธิบายงานของพวกเขาในScienceกล่าวว่าพฤติกรรมฟิวชัน-ฟิชชันที่พวกเขาสังเกตเห็นเป็น “กลยุทธ์ที่หลากหลาย” สำหรับการออกแบบวัสดุที่ตอบสนองต่อการทำงาน เนื่องจากเส้นใยกราฟีนออกไซด์สามารถทำได้อย่างง่ายดายเพื่อนำไฟฟ้า (ผ่านการลดสารเคมี) ทีมงานจึงยืนยันว่าเส้นใยเหล่านี้แสดงให้เห็นถึงการใช้งานต่างๆ เช่น เซ็นเซอร์ ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ สิ่งทออัจฉริยะ และแอคทูเอเตอร์
แกรฟีนออกไซด์ทำให้สิ่งทอฉลาดขึ้นRodolfo Cruz-Silvaจากมหาวิทยาลัย Shinshuในญี่ปุ่นและLaura Eliasจากมหาวิทยาลัย Binghamtonในสหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษานี้ โปรดทราบว่าวิธีการใหม่นี้ซับซ้อนน้อยกว่ามากและมีส่วนประกอบน้อยกว่ากระบวนการฟิวชันฟิชชันตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม พวกเขาโต้แย้งในบทความเกี่ยวกับมุมมอง ที่ เกี่ยวข้องว่าการประกอบเส้นใยกราฟีนออกไซด์แบบพลิกกลับได้นั้นเลียนแบบธรรมชาติอย่างแท้จริง และด้วยเหตุนี้ “จึงมีศักยภาพที่สดชื่นในการขับเคลื่อนสนามไปข้างหน้า”
Gao และเพื่อนร่วมงานวางแผนที่จะตรวจสอบกลไก
การแตกตัวของฟิวชันอย่างระมัดระวังมากขึ้น “เราหวังว่าจะสำรวจการใช้งานในด้านต่างๆ ด้วย” Gao กล่าวกับPhysics World เขาเสริมว่าคุณสมบัติการหลอมรวมแบบย้อนกลับและการเกิดฟิชชันที่พวกเขาค้นพบ “อาจช่วยผลักดันความเก่งกาจของเส้นใยเช่นเดียวกับที่เราได้ศึกษามา”
การวัดรูปร่างอนุภาคในการทดลองครั้งใหม่นี้ Goguen และเพื่อนร่วมงานที่สถาบันมาตรฐานและเทคโนโลยีแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา (NIST)มหาวิทยาลัยมิสซูรี-แคนซัสซิตีและห้องปฏิบัติการวิจัยกองทัพอากาศ ได้ตรวจ วัดรูปร่างของอนุภาคขนาด 400 นาโนเมตรถึง 1 ไมโครเมตรโดยใช้วิธีการ เรียกว่า X-ray nano computed tomography (XCT)
เช่นเดียวกับการสแกน CT รูปแบบอื่น ๆ เทคนิคการถ่ายภาพแบบไม่ทำลายล้างนี้ใช้รังสีเอกซ์เพื่อสร้างภาพตัดขวาง (2D สไลซ์) ของวัตถุ 3 มิติ ซอฟต์แวร์ภายในองค์กรอนุญาตให้ทีมสร้างภาพ 3 มิติจากชิ้นส่วนดังกล่าวก่อน จากนั้นจึงแปลงข้อมูลนี้ให้อยู่ในรูปแบบที่หน่วยของปริมาตร (หรือ voxels) ถูกจัดประเภทเป็นภายในหรือภายนอกอนุภาค จากภาพที่แบ่งส่วนเหล่านี้ นักวิจัยระบุรูปร่างอนุภาค 3 มิติและป้อนว็อกเซลที่สร้างแต่ละอนุภาคให้กลายเป็นตัวแก้ปัญหาแม่เหล็กไฟฟ้าแบบโอเพนซอร์สที่เรียกว่า Discrete Dipole Scattering (DDSCAT) ซึ่งพวกเขาเคยคำนวณแสงที่กระจัดกระจายจากแต่ละอนุภาคในที่มองเห็นได้ ช่วงความถี่อินฟราเรด
ความผิดปกติอนันต์
ทีมงานมุ่งเน้นไปที่อนุภาคขนาดความยาวคลื่นขนาดเล็กเหล่านี้ เนื่องจากมีบทบาทสำคัญในการกำหนดความเข้มและสถานะโพลาไรเซชันของแสงที่กระจัดกระจายจากพื้นผิวดวงจันทร์ (และจากพื้นผิวของวัตถุดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ) การศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาคฝุ่นบนดวงจันทร์กระจายแสงอย่างไร ขึ้นอยู่กับขนาด รูปร่าง องค์ประกอบ ความขรุขระของพื้นผิว และความหนาแน่นของแสงที่รวมเข้าด้วยกัน ในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้เหล่านี้พยายามที่จะอธิบายรูปร่างของอนุภาคที่ผิดปกติ (เช่น การใช้เครื่องกำเนิดรูปร่างสุ่มแบบเกาส์เซียนสำหรับการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์) Goguen กล่าวว่าสัณฐานวิทยา 3 มิติที่แท้จริงของอนุภาคเหล่านี้มักถูกมองข้าม
“มีหลายวิธีที่รูปร่างอนุภาคสามารถ ‘ไม่ปกติ’ ได้” เขาอธิบาย “เป้าหมายของการศึกษาใหม่ของเราคือการใช้รูปทรง 3 มิติของอนุภาคฝุ่นจากดวงจันทร์ที่เก็บรวบรวมโดย Apollo 11 และวิเคราะห์ด้วยการคำนวณว่ารูปร่างของอนุภาคที่วัดได้เฉพาะเหล่านี้กระจายแสงอย่างไร” เว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
