Para alkemis menggunakan bola buckyball untuk memampatkan gas mulia menjadi satu dimensi

Selama perjalanan ke tempat kerja hari ini, saya mengalami nasib sial karena terjebak dalam pipa bawah tanah yang sempit. Namun keadaannya bisa lebih buruk lagi: Saya bisa saja terhimpit ke dalam satu dimensi.

Inilah yang baru-baru ini terjadi pada beberapa atom kripton di laboratorium kimia Universitas Ulm. Dengan menggunakan mikroskop elektron transmisi (atau TEM), tim mampu mengompresi gas mulia menjadi tabung nano dengan diameter 1/500.000 diameter rambut manusia. Dalam ruang sempit seperti itu, atom tidak dapat berkumpul dan menggumpal, menjadi gas satu dimensi. Penelitian tim adalah diterbitkan Dalam Jurnal American Chemical Society.

“Nanotube karbon memungkinkan kita menjebak atom, memposisikannya secara tepat, dan mempelajarinya pada tingkat atom tunggal secara real-time,” kata Andrei Klobistov, ahli kimia di Universitas Nottingham dan salah satu penulis studi tersebut. meluncurkan. “Karena Kr memiliki nomor atom yang tinggi, maka lebih mudah untuk mengamatinya di TEM dibandingkan unsur yang lebih ringan. Hal ini memungkinkan kami melacak posisi atom Kr sebagai titik bergerak.

Sangat sulit untuk mengidentifikasi atom. Mereka kecil, dan dalam gas mereka terbang hampir dengan kecepatan suara. Untuk menggambarkan kripton, peneliti harus menjebak atom dan memindahkannya ke tabung reaksi yang sangat kecil.

Untuk melakukan ini, mereka menjebak Krypton dalam buckyballs – kependekan dari… BuckminsterfullereneIni adalah molekul berbentuk sepak bola yang terdiri dari 60 atom karbon. Buckyball berfungsi sebagai sangkar bagi setiap atom Krypton. Para peneliti kemudian dapat melepaskan kripton dari bola bucky dengan memanaskannya hingga 2.192 derajat Fahrenheit (1.200 derajat Celcius) atau menyinarinya dengan berkas elektron. Kedua metode tersebut menyebabkan buckyballs melebur, meninggalkan atom kripton dalam garis rapi di dalam tabung nano karbon. Setelah garis ini tercapai, definisi di antara masing-masing atom menghilang: mereka adalah gas satu dimensi yang seragam.

“Sepengetahuan kami, ini adalah pertama kalinya rantai atom gas mulia dicitrakan secara langsung, sehingga menciptakan gas satu dimensi dalam benda padat,” kata Paul Brown, direktur skala nano di Universitas Nottingham. dan Pusat Penelitian Skala Mikro, dalam ed.

Jika kita melihat secara teknis, kripton di dalam tabung pastinya berbentuk 3D karena gas masih memiliki volume tertentu, meskipun diameternya sangat sempit. Itu ada dengan cara yang sama Rangkaian elektron “satu dimensi”. Itu meluas ke seluruh Galaksi Bima Sakti. Namun, itu bagus. Mempelajari bagaimana atom berinteraksi dapat membantu para ilmuwan mempelajari bagaimana materi berperilaku dalam kondisi yang sempit, dan dengan demikian lebih memahami alam pada kondisi ekstremnya.

lagi: Ping-pong satu dimensi masih merupakan tantangan yang mengejutkan