• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Naukowcy przyglądają się układom tanecznym anionów

    23.12.2011. 14:26
    opublikowane przez: Redakcja Naukowy.pl

    Zespół niemieckich i szwedzkich naukowców odkrył sposób, w jaki aniony wchodzą w interakcje - wedle odkryć opisanych w czasopiśmie Review of Scientific Instruments. Jony ujemne odgrywają kluczową rolę we wszystkim, począwszy od funkcjonowania naszych organizmów po strukturę wszechświata.

    Odkrycia te mają istotne znaczenie dla naszej wiedzy o nadprzewodnikach i datowaniu radiowęglowym, a jak wyjaśnia współautor raportu z badań, Anton Lindahl z Wydziału Fizyki Uniwersytetu w Gothenburgu: "Badanie atomów o ładunku ujemnym - anionów - pozwala nam dowiedzieć się, w jaki sposób elektrony koordynują swój ruch w tym, co można porównać do tańca o ściśle określonej choreografii. Taka wiedza jest istotna dla poznania zjawisk, w których interakcja między elektronami ma znaczenie, jak w przypadku nadprzewodników."

    Anion to atom, który zdobył dodatkowy elektron, dający mu ładunek ujemny. Przykładem ich powstawania jest rozpuszczanie soli w wodzie. W naszych organizmach jest wiele różnych typów jonów, ale najpowszechniejsze są jony chlorkowe. Mają istotne znaczenie dla równowagi płynów komórkowych i funkcjonowania układu nerwowego.

    Pogłębienie wiedzy na temat jonów ujemnych może pomóc w lepszym zrozumieniu naszego pochodzenia, bowiem odgrywają one istotną rolę w reakcjach chemicznych zachodzących w kosmosie i odgrywają arcyważną rolę w procesach powstawania molekuł z wolnych atomów. Molekuły te mogły być istotnym budulcem u zarania życia.

    Anton Lindahl dodaje: "Pracowałem z jonami w próżni, ale nie w wodzie, jak w przypadku organizmu. Aby być w stanie badać właściwości poszczególnych jonów, izolujemy je w komorze próżniowej pod ekstremalnie niskim ciśnieniem. To ciśnienie jest nawet niższe od ciśnienia panującego na zewnątrz Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS). Na potrzeby badań musiałem opracować metody pomiaru i zbudować sprzęt doświadczalny. Pomiary, jakie umożliwia nowy sprzęt, pogłębią naszą wiedzę o wzajemnej zależności przypominającej taniec."

    Nowe metody pomiaru opracowane przez Lindahla mogą okazać się przydatne w wielu zastosowaniach. Jednym z przykładów jest pomiar substancji śladowych za pomocą techniki zwanej akceleratorową spektrometrią masową (AMS). AMS jest wykorzystywana w datowaniu radiowęglowym, które umożliwia ustalenie wieku materii organicznej. Innym zastosowaniem AMS są pomiary rdzeni lodowych odwiercanych z lodu polarnego, które wykorzystuje się do analizowania klimatu, jaki panował tysiące lat temu.

    Za: CORDIS

    Czy wiesz ĹĽe...? (beta)
    Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych. Tandemowy spektrometr mas (MSMS) to spektrometr mas wyposażony w dwa analizatory. Pierwszy analizator pozwala na przejście tylko jonów o określonym stosunku masy do ładunku elektrycznego (jony macierzyste). Za pierwszym analizatorem zwykle znajduje się urządzenie pozwalające na fragmentację badanych jonów (np. przez zderzenia z cząsteczkami gazu obojętnego). W ten sposób z jonu macierzystego powstają jony potomne. Drugi analizator takiego spektrometru rejestruje stosunki mas do ładunków jonów potomnych (widmo masowe). Ten sposób pracy spektrometru mas nazywany jest trybem MSMS lub MS. Spektrometry tandemowe mogą pracować jak zwykły spektrometr mas (tryb pracy MS) - pierwszy analizator przepuszcza wtedy wszystkie jony, urządzenie fragmentujące nie działa, a drugi analizator rejestruje widmo mas. Elektrodializa – migracja jonów w polu elektrycznym. Ważną rolę w tym procesie odgrywają przepony o własnościach aniono-kationo-wymiennych. Przepony te przepuszczają aniony i kationy a zatrzymują selektywne jony przeciwne. Urządzenia w tej metodzie mają setki komór ułożonych na przemian przepon aniononitowych i kationowych. Metoda ta w metodach odsalania ma większą pewność działania i jest prosta w obsłudze.

    Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych. Zwykła materia – rodzaj materii barionowej, materia zbudowana z atomów pierwiastków chemicznych lub ich jonów, stanowiąca, jak się szacuje na podstawie analiz astrofizycznych, ok. 4,9% gęstości masy-energii Wszechświata. Atomy i jony składają się z elektronów (ładunek –1) i jąder o określonej liczbie nukleonówprotonów (ładunek +1) i neutronów (ładunek 0). Nukleony są barionami zbudowanymi z trzech kwarków. W przypadku neutronu i protonu są to tylko kwarki u i d.

    Metoda obserwacyjna – sposób prowadzenia badań, w którym obserwacja odgrywa istotną rolę i którego stosowanie nie pociąga za sobą zmian w środowisku lokalnym (w odróżnieniu od metody eksperymentalnej). Jest celowym poszukiwaniem faktów, celową czynnością poznawania za pomocą zmysłów. Jonofory – organiczne związki chemiczne zdolne do transferu jonów z roztworów wodnych do fazy hydrofobowej. Termin antybiotyki jonoforowe jest stosowany do tych jonoforów, które wykazują działanie bakteriobójcze. Właściwości antybiotyczne jonoforów wynikają z ich zdolności do transportu jonów przez błony lipidowe komórek lub organelli. Jony, które nie mogą swobodnie przemieszczać się przez dwuwarstwy lipidowe, są transportowane w postaci kompleksów, w których jonofor pełni rolę „gospodarza”, a jon rolę „gościa”.

    Uniwersologia - według W.A. Polakowa interdyscyplinarna wiedza o przyczynowo–systemowej naturze świata, o uniwersalnych prawidłowościach zjawisk i procesów w nim przebiegających oraz systemowym sposobie logicznego myślenia, jako niezbędnym elemencie rozwoju człowieka. Rozwija się dynamicznie od końca XX wieku i zdaniem jej zwolenników umożliwia kształtowanie nowych teoretycznych i praktycznych dyscyplin wiedzy. Obejmuje również szereg badań nad zasadami i prawidłowościami, które łączą wszystkie dziedziny ludzkiej wiedzy. Widmo liniowe lub dyskretne - widmo emisyjne składające się z oddzielnych linii widmowych. Widmo takie jest typowe dla nieoddziałujących ze sobą atomów, czyli pierwiastków w stanie gazowym, jeżeli gaz ten pozostaje pod niezbyt dużym ciśnieniem. Dlatego widmo tego typu nazywane jest również widmem atomowym. Układ linii widmowych zależy od układu poziomów energetycznych elektronów w atomie, który jest różny dla atomów różnych pierwiastków. Z tego powodu również układ linii widmowych jest niepowtarzalny i charakterystyczny dla danego pierwiastka. Dzięki temu analiza widmowa światła pochodzącego nawet z bardzo odległych źródeł pozwala na identyfikację pierwiastków wchodzących w skład świecącego gazu.

    Błąd systematyczny – błąd wynikający z zastosowanej metody pomiaru lub innych przyczyn (np. nie dających się wykluczyć, ale znanych zjawisk mających wpływ na pomiar), zwykle zmieniający wyniki pomiaru jednostronnie.

    Implantowanie jonowe, implantacja jonowa w inżynierii materiałowej to proces wbudowywania obcych atomów w ciało stałe. Dokonywany jest poprzez jonizację tych atomów, dostarczania im dużej energii (rozpędzania ich) podczas ich ruchu w polu elektromagnetycznym i kierowanie ich na próbkę ciała stałego. Pozwala to na dawkowanie dowolnych pierwiastków z wysoką precyzją. Głębokość wnikania implan­towanych jonów jest niewielka, więc zmiany są powierzchniowe i procesy zewnętrzne (chemikalia, tarcie) mogą szybko zniszczyć taką warstwę. Inną wadą tej metody jest wysoka cena implantatorów i samego procesu.

    Nauka – autonomiczna część kultury służąca wyjaśnieniu funkcjonowania świata, w którym żyje człowiek. Nauka jest budowana i rozwijana wyłącznie za pomocą tzw. metody naukowej lub metod naukowych nazywanych też paradygmatami nauki poprzez działalność badawczą prowadzącą do publikowania wyników naukowych dociekań. Proces publikowania i wielokrotne powtarzanie badań w celu weryfikacji ich wyników prowadzi do powstania wiedzy naukowej. Zarówno ta wiedza jak i sposoby jej gromadzenia określane są razem jako nauka. Omegatron - rodzaj spektrometru mas, w którym do oddzielenia jonów o określonej masie wykorzystuje się rezonans cyklotronowy jonów poruszających się w cyklotronie. Jony poruszają się w polu magnetycznym, a są przyspieszane prostopadłym do niego zmiennym polem elektrycznym wielkiej częstotliwości. Jeśli częstotliwość ta jest odpowiednio dobrana do masy jonu to jony poruszają się po spirali i trafiają w kolektor. Jony o innych masach nie trafiają w miejsce przyspieszenia w odpowiednich momentach i nie są przyspieszane, przez co ich tory zamykają się z daleka od kolektora.

    Dodano: 23.12.2011. 14:26  


    Najnowsze