التحليل الطيفي بالليزر

التحليل الطيفي بالليزر

0 1

معلومة تهمك

التحليل الطيفي بالليزر
أيهاب محمد زايد – مصر
تغير شكل MXenes الناجم عن الضوء(أخبار نانويرك) يسمح التحليل الطيفي بالليزر فائق السرعة بمراقبة حركة الذرات في مقاييسها الزمنية الطبيعية في نطاق الفيمتوثانية ، المليون من المليار من الثانية.
من ناحية أخرى ، يوفر المجهر الإلكتروني دقة مكانية ذرية. من خلال الجمع بين الإلكترونات والفوتونات في أداة واحدة ، طورت مجموعة البروفيسور بيتر بوم في جامعة كونستانز بعضًا من أسرع المجاهر الإلكترونية للحصول على رؤية تفصيلية للمواد ودينامياتها بدقة نهائية في كل من المكان والزمان.
في منشورهم الأخير في ACS Nano (“الصور النانوية القابلة للتحويل في Ti3C2Tx MXene”) ، طبق علماء من مختبر Baum هذه التقنية مع زملائهم من ETH Zurich لدراسة مواد جديدة – صفائح ثنائية الأبعاد محددة جزيئيًا تسمى MXenes – وصنعوها اكتشاف مذهل. باستخدام نبضات الليزر ، يمكن تبديل MXenes بشكل متكرر بين الشكل المسطح والشكل المتموج ، مما يفتح مجموعة واسعة من التطبيقات الممكنة.
يكشف حيود الإلكترون فائق السرعة عن حلمات نانوية قابلة للتحويل بالصور في ورقة MXene النانوية
يكشف حيود الإلكترون فائق السرعة عن حلمات نانوية قابلة للتحويل بالصور في ورقة MXene النانوية. (الصورة: ميخائيل فولكوف)
MXenes: مواد جديدة ثنائية الأبعاد
MXenes عبارة عن صفائح ثنائية الأبعاد من كربيدات معدنية انتقالية أو نيتريد في شكل طبقات مفردة بسمك ذرات قليلة. يصف الدكتور ميخائيل فولكوف ، المؤلف الأول للدراسة الحديثة ، بنية MXenes: “إن MXenes قابلة للمقارنة بجزيء في بُعد مكاني واحد ومع مادة صلبة ممتدة في البعدين الآخرين”. يتم تصنيع MXenes عن طريق “تقشير” الطبقات الرقيقة من المادة من مادة سليفة – وهي عملية تسمى التقشير.
على عكس معظم المواد الأخرى أحادية الطبقة ، يمكن إنتاج مادة MXenes بسهولة بكميات كبيرة ، وذلك بفضل اكتشاف طريقة تقشير كيميائي قابلة للتطوير ولا رجعة فيها. يمكن ضبط الخصائص الكيميائية والفيزيائية لـ MXenes على نطاق واسع عن طريق اختيار المعدن الانتقالي ، مما يؤدي إلى تطبيقات واسعة النطاق لـ MXenes في الاستشعار ، وتخزين الطاقة ، وحصاد الضوء ، والعمل المضاد للبكتيريا.
تشكلت موجات النانو في MXenes بواسطة الضوء السريع
في دراستهم ، وجد الباحثان الأساسيان الدكتور ميخائيل فولكوف من جامعة كونستانز والدكتورة إيلينا ويلينجر من ETH زيورخ طريقة جديدة لتعزيز خصائص MXenes من خلال تسليط نبضات ضوئية سريعة عليها. باستخدام المجهر الإلكتروني فائق السرعة مع الدقة المكانية الذرية ، سجلوا فيلمًا من MXenes يتفاعل مع نبضات ليزر فيمتوثانية ، مما يدل على أن طاقة الليزر تنتقل إلى الشبكة الذرية في وقت قياسي يبلغ 230 فيمتوثانية فقط.
بشكل غير متوقع ، وجد العلماء أيضًا أنه يمكن استخدام ضوء ليزر الفيمتو ثانية للتبديل ذهابًا وإيابًا بين بنية السطح المسطح الأصلي لـ MXene وشكل الموجة النانوية للمادة – وهو عبارة عن “منظر نانو” للتلال والوادي مع دورية أدق خمسين مرة من الطول الموجي لليزر. “يمكننا التحكم في اتجاه الموجة النانوية باستقطاب الليزر ، مما يعني أن المادة تحتوي على ذاكرة ضوئية على المقياس النانوي.
علاوة على ذلك ، إذا ضرب الليزر مرة أخرى ، فإن MXene ذات الموجة النانوية تعود إلى مستوى وتبقى مسطحة أثناء الإضاءة. يشرح فولكوف أن الحجم الصغير للغاية للموجات النانوية والتفاعل الشبكي السريع مدهشان تمامًا ، ومن المحتمل أن تكون هناك ظاهرة تسمى اقتران مأكل الطحين والفونون “.
تعمل موجات النانو على تعزيز أداء المواد
“تعمل البنية النانوية على شكل موجات أيضًا على زيادة نسبة السطح إلى الحجم للمواد ، مما يجعلها أكثر تفاعلًا كيميائيًا. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يعزز المجالات الكهرومغناطيسية المحلية ، ويحسن الاقتران بالضوء – وهي خاصية قيمة لتطبيقات الاستشعار “، كما يقول فولكوف.
لذلك يتوقع العلماء أن تظهر MXenes ذات الموجات النانوية المكتشفة سعة تخزين طاقة محسّنة ونشاطًا محفزًا أو مضادًا حيويًا محسّنًا.
ويختتم فولكوف قائلاً: “أخيرًا ، تفتح إمكانية تبديل بنية MXenes بين المستوى والمموج” عند الطلب “عبر نبضة ليزر طرقًا مثيرة للاهتمام لاستخدام المواد في الأجهزة البلازمونية والكيميائية والكهربائية النشطة”.
المصدر
https://www.nanowerk.com/nanotechnology-news2/newsid=58717.php

تنبيه هام، المنشور يعبر عن رأي الكاتب ويتحمل مسؤوليته، دون ادنى مسؤولية علي الجريدة

تنبيه

احصل على تحديثات في الوقت الفعلي مباشرة على جهازك ، اشترك الآن.

معلومة تهمك

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.

%d مدونون معجبون بهذه: