ทั่วไป

นวัตกรรม 'ห้องสมุดขนาดใหญ่' ทำให้วิศวกรวัสดุมีความหวังใหม่


เครื่องมือที่เป็นนวัตกรรมใหม่สำหรับการค้นพบวัสดุใหม่ ๆ ได้แสดงให้เห็นถึงคำมั่นสัญญาสำหรับวิศวกรวัสดุ

ตลอดประวัติศาสตร์อารยธรรมเป็นที่รู้จักจากเครื่องมือที่พวกเขาสร้างขึ้นและทิ้งไว้เบื้องหลัง ในการสร้างเครื่องมือเหล่านั้นวิศวกรในทุกยุคทุกสมัยต้องเข้าถึงวัสดุเพื่อบรรลุเป้าหมาย ในยุคปัจจุบันสิ่งนี้มักทำให้นักประดิษฐ์คิดค้นวัสดุที่เป็นเอกลักษณ์ของตนเอง

การศึกษาจาก Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) อธิบายว่าเครื่องมือหนึ่งสามารถทำให้งานนั้นง่ายขึ้นสำหรับวิศวกรสมัยใหม่ได้อย่างไร ทีมงานจาก Northwestern University ได้สร้างวิธีทดสอบอนุภาคนาโนหลายพันล้านชิ้นอย่างรวดเร็วสำหรับการใช้งานเฉพาะ

“ เมื่อใช้วิธีการแบบดั้งเดิมในการระบุวัสดุใหม่เราแทบจะไม่ได้ขูดพื้นผิวของสิ่งที่เป็นไปได้” ชาดเอเมียร์กินจาก Northwestern กล่าว Mirkin ทำหน้าที่เป็นผู้เขียนที่เกี่ยวข้องของการศึกษาและเขาเป็นผู้มีอำนาจระดับโลกในการวิจัยนาโนเทคโนโลยีและการประยุกต์ใช้งาน “ งานวิจัยนี้ให้การพิสูจน์แนวคิด - ว่าวิธีการอันทรงพลังในการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ได้ผล

มีขนาดเล็กมากกว่าที่ใหญ่กว่า

เครื่องมือใหม่นี้ใช้ขนาดใหญ่ของอนุภาคนาโน นักวิจัยอธิบายว่า megalibraries เหล่านี้เป็นชุดของโครงสร้างที่แตกต่างกันซึ่งเข้ารหัสที่ไซต์เฉพาะบนพื้นผิว

ด้วยการใช้เทคนิคที่พัฒนาโดย Mirkin ห้องสมุดจึงใส่เคล็ดลับเสี้ยมจำนวนนับแสนบนจุดโพลีเมอร์แต่ละจุด "จุด" เหล่านี้เต็มไปด้วยเกลือโลหะหลายชนิด เมื่อนักวิจัยให้ความร้อนแก่จุดแล้วพวกมันจะลดขนาดเป็นอะตอมของโลหะที่ก่อตัวเป็นอนุภาคนาโนเดียวที่องค์ประกอบและขนาดที่แตกต่างกัน

แทนที่จะ "คิดการใหญ่" ด้วยวัสดุอย่างที่ทีมนักวิจัยคนอื่น ๆ เคยทำ - Mirkin กล่าวว่าการมีขนาดเล็กทำให้ทีม Northwestern มีข้อได้เปรียบที่แตกต่าง

“ การดำเนินการเพียงเล็กน้อยเราจะสร้างข้อดีสองประการในการค้นพบวัสดุที่มีปริมาณงานสูง” Mirkin กล่าว

“ ประการแรกเราสามารถบรรจุคุณลักษณะหลายล้านรายการลงในพื้นที่ตารางเซนติเมตรสร้างเส้นทางสำหรับการสร้างห้องสมุดที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุดจนถึงปัจจุบัน ประการที่สองด้วยการทำงานในระดับความยาวย่อย 100 นาโนเมตรขนาดอาจกลายเป็นพารามิเตอร์ของไลบรารีได้และการดำเนินการส่วนใหญ่เช่นในด้านการเร่งปฏิกิริยาจะอยู่ในระดับความยาวนี้

วิธีใช้ megalibrary

ทางตะวันตกเฉียงเหนือมีความโชคดีในการทดสอบ megalibrary นี้ พวกเขาร่วมมือกับห้องปฏิบัติการวิจัยของกองทัพอากาศสหรัฐซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของศูนย์ความเป็นเลิศของกองทัพอากาศสหรัฐสำหรับวัสดุนาโนที่ตั้งโปรแกรมได้ทางชีวภาพขั้นสูงทางตะวันตกเฉียงเหนือ

megalibrary และเทคนิคการคัดกรองตามสเปกโทรสโกปีในสถานที่ที่เรียกว่า ARES ช่วยให้นักวิจัยระบุตัวเร่งปฏิกิริยาทอง - ทองแดงตัวใหม่ สามารถใช้เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์ท่อนาโนที่มีผนังเดียวที่ทำจากคาร์บอน

ท่อนาโนคาร์บอนได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นในด้านนาโนเทคโนโลยีและวิศวกรรมนาโน มีน้ำหนักเบายืดหยุ่นและแข็งแรงอย่างไม่น่าเชื่อ พวกเขาถูกใช้ในทุกสิ่งตั้งแต่การจัดส่งยาไปจนถึงสารเติมแต่งในพลาสติก

Benji Maruyama ผู้ร่วมวิจัยจากห้องปฏิบัติการวิจัยของกองทัพอากาศกล่าวว่า“ เราสามารถรวมศูนย์ได้อย่างรวดเร็วด้วยองค์ประกอบที่ดีที่สุดซึ่งให้ผลผลิตท่อนาโนสูงสุดได้เร็วกว่าการใช้วิธีการทั่วไป

“ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าเราอาจมีเครื่องมือค้นพบที่ดีที่สุดซึ่งเป็นตัวเปลี่ยนเกมที่มีศักยภาพในการค้นหาวัสดุ”


ดูวิดีโอ: พมดเลา ชวนเขาวศวะ I Admission มจธ. (สิงหาคม 2021).