ደረጃ ወደ ናኖቴክኖሎጂ

በሺዎች ከሚቆጠሩ ዓመታት በፊት ሰዎች በዙሪያው ያሉት አካላት ከምን እንደተሠሩ አስበው ነበር። መልሱ የተለያዩ ነበር። በጥንቷ ግሪክ ሳይንቲስቶች ሁሉም አካላት አተሞች ብለው በሚጠሩት ጥቃቅን የማይነጣጠሉ ንጥረ ነገሮች የተሠሩ ናቸው የሚለውን አስተያየት ገልጸዋል. ምን ያህል ትንሽ፣ ሊገልጹት አልቻሉም። ለበርካታ ምዕተ-አመታት, የግሪኮች አመለካከቶች መላምቶች ብቻ ነበሩ. የሞለኪውሎችን እና የአተሞችን መጠን ለመገመት ሙከራዎች ሲደረጉ በ XNUMX ኛው ክፍለ ዘመን ወደ እነርሱ ተመልሰዋል.

ጥቃቅን መጠኖችን ለማስላት የሚያስችል ታሪካዊ ጉልህ ሙከራዎች አንዱ ተካሂዷል እንግሊዛዊው ሳይንቲስት ሎርድ ሬይሊ. ለማከናወን ቀላል እና በተመሳሳይ ጊዜ በጣም አሳማኝ ስለሆነ, በቤት ውስጥ ለመድገም እንሞክር. ከዚያም አንዳንድ የሞለኪውሎችን ባህሪያት እንድንማር የሚያስችሉን ወደ ሌሎች ሁለት ሙከራዎች እንሸጋገራለን.

የቅንጣት መጠኖች ምንድ ናቸው?

ሩዝ. 1. በዘይት ውስጥ በሚወጣው ቤንዚን ውስጥ መፍትሄ ለማስገባት መርፌን የማዘጋጀት ዘዴ; ፒ - ፖክሲሊን;

ሐ - መርፌ

የሚከተለውን ሙከራ በማካሄድ ይህንን ጥያቄ ለመመለስ እንሞክር. ከ 2 ሴ.ሜ መርፌ³ መርፌውን ለማስገባት የታሰበውን የመውጫ ቱቦ ሙሉ በሙሉ እንዲሞላው ቧንቧውን ያስወግዱ እና መውጫውን በፖክሲሊን ያሽጉ (ምስል 1)። Poxilina እስኪጠነክር ድረስ ጥቂት ደቂቃዎችን እንጠብቃለን። ይህ በሚሆንበት ጊዜ ወደ መርፌው ውስጥ ወደ 0,2 ሴ.ሜ ያፈስሱ³ የምግብ ዘይት እና ይህን ዋጋ ይመዝግቡ. ይህ ጥቅም ላይ የዋለው ዘይት መጠን ነው._o. የተረፈውን የሲሪን መጠን በቤንዚን ይሙሉት. ተመሳሳይነት ያለው መፍትሄ እስኪገኝ ድረስ ሁለቱንም ፈሳሾች በሽቦ ይቀላቅሉ እና መርፌውን በማንኛውም መያዣ ውስጥ በአቀባዊ ያስተካክሉት።

ከዚያም ጥልቀቱ 0,5-1 ሴ.ሜ እንዲደርስ የሞቀ ውሃን ወደ ገንዳው ውስጥ አፍስሱ ። የሞቀ ውሃን ይጠቀሙ ፣ ግን ሙቅ አይጠቀሙ ፣ ስለዚህ የሚወጣው እንፋሎት አይታይም። የዘፈቀደ የአበባ ብናኝ ገጽታን ለማጽዳት አንድ የወረቀት ንጣፍ በውሃው ወለል ላይ ብዙ ጊዜ ወደ እሱ እንጎትተዋለን።

ትንሽ የዘይት እና የቤንዚን ድብልቅ ወደ ጠብታ እንሰበስባለን እና ጠብታውን በመርከቧ መሃል በውሃ እንነዳለን። ማጥፊያውን በቀስታ በመጫን በተቻለ መጠን ትንሽ ጠብታ በውሃው ላይ እንጥላለን። የዘይት እና የቤንዚን ድብልቅ ጠብታ በውሃው ላይ በሁሉም አቅጣጫዎች በሰፊው ይሰራጫል እና በጣም ተስማሚ በሆነ ሁኔታ ከአንድ ቅንጣቢ ዲያሜትር ጋር እኩል የሆነ ውፍረት ያለው በጣም ቀጭን ሽፋን ይፈጥራል - የሚባሉት monomolecular ንብርብር. ከተወሰነ ጊዜ በኋላ, አብዛኛውን ጊዜ ከጥቂት ደቂቃዎች በኋላ, ቤንዚኑ ይተናል (ይህም በውሃ ሙቀት መጨመር የተፋጠነ ነው), በላዩ ላይ አንድ ሞኖሞለኪውላር የዘይት ሽፋን ይተዋል (ምስል 2). የሚወጣው ንብርብር ብዙውን ጊዜ ብዙ ሴንቲሜትር ወይም ከዚያ በላይ የሆነ ዲያሜትር ያለው ክብ ቅርጽ አለው።

ሩዝ. 2. በውሃው ወለል ላይ ያለው ሞኖሞሌክላር ዘይት ንብርብር

m - ዳሌ ፣ ሐ - ውሃ ፣ o - ዘይት ፣ ዲ - የመፍጠር ዲያሜትር ፣ d - የምስረታ ውፍረት

(የዘይት ቅንጣት መጠን)

የብርሃን ጨረሩን ከባትሪ ብርሃን ወደ እሱ በመምራት የውሃውን ወለል እናበራለን። በዚህ ምክንያት የንብርብሩ ድንበሮች የበለጠ የሚታዩ ናቸው. ከውኃው ወለል በላይ ከተያዘው ገዥ ውስጥ ያለውን ግምታዊ ዲያሜትር D በቀላሉ ማወቅ እንችላለን. ይህንን ዲያሜትር በማወቅ የንብርብሩን ስፋት ለክበብ አካባቢ ቀመር በመጠቀም ማስላት እንችላለን-

የዘይት መጠን ምን እንደሆነ ብናውቅ V₁ በወደቀው ጠብታ ውስጥ ተካትቷል፣ ከዚያም የዘይቱ ሞለኪውል ዲ ዲያሜትር በቀላሉ ሊሰላ ይችላል፣ ይህም ዘይቱ ቀልጦ ከገጽ ኤስ ጋር አንድ ንብርብር ፈጠረ፣ ማለትም፡-

ቀመሮችን (1) እና (2) እና ቀላል ለውጥ ካነጻጸርን በኋላ የዘይት ቅንጣትን መጠን ለማስላት የሚያስችል ቀመር እናገኛለን፡-

የድምጽ መጠን V ለመወሰን በጣም ቀላሉ, ግን በጣም ትክክለኛው መንገድ አይደለም₁ በሲሪንጅ ውስጥ ካለው ድብልቅ አጠቃላይ መጠን ምን ያህል ጠብታዎች እንደሚገኙ ማረጋገጥ እና በዚህ ቁጥር ጥቅም ላይ የዋለውን የ Vo ዘይት መጠን መከፋፈል ነው። ይህንን ለማድረግ ድብልቁን በ pipette ውስጥ እንሰበስባለን እና ነጠብጣቦችን እንፈጥራለን, በውሃው ላይ በሚወርድበት ጊዜ ተመሳሳይ መጠን እንዲኖራቸው ለማድረግ እንሞክራለን. ሙሉው ድብልቅ እስኪያልቅ ድረስ ይህን እናደርጋለን.

የበለጠ ትክክለኛ ፣ ግን የበለጠ ጊዜ የሚወስድ ዘዴ አንድ ጠብታ ዘይት በውሃው ላይ ደጋግሞ መጣል ፣ ሞኖሞሊኩላር የዘይት ሽፋን ማግኘት እና ዲያሜትሩን መለካት ነው። እርግጥ ነው, እያንዳንዱ ሽፋን ከመሠራቱ በፊት, ቀደም ሲል ጥቅም ላይ የዋለው ውሃ እና ዘይት ከገንዳው ውስጥ መፍሰስ እና ንጹህ ማፍሰስ አለበት. ከተገኙት ልኬቶች, የሂሳብ አማካኝ ይሰላል.

የተገኙትን እሴቶች ወደ ቀመር (3) በመተካት ክፍሎቹን መለወጥ እና መግለጫውን በሜትር (ሜ) እና ቪ መግለጽዎን አይርሱ₁ በኩቢ ሜትር (ኤም³). የንጥሉን መጠን በሜትር ያግኙ። ይህ መጠን ጥቅም ላይ በሚውለው ዘይት ዓይነት ይወሰናል. በተደረጉት ቀለል ያሉ ግምቶች ምክንያት ውጤቱ የተሳሳተ ሊሆን ይችላል, በተለይም ንብርብሩ ሞኖሞሎክላር ስላልነበረ እና ነጠብጣብ መጠኖች ሁልጊዜ ተመሳሳይ ስላልሆኑ. የአንድ ሞኖሞሌክላር ሽፋን አለመኖር የዲ እሴትን ከመጠን በላይ ወደመገመት እንደሚያመራ በቀላሉ ማወቅ ቀላል ነው የተለመደው የዘይት ቅንጣቶች መጠኖች በ 10 ክልል ውስጥ ናቸው.^-8-10^-9 m. አግድ 10^-9 m ይባላል ናኖሜትር እና ብዙ ጊዜ በሚታወቀው መስክ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል ናኖቴክኖሎጂ.

"የጠፋ" ፈሳሽ መጠን

ሩዝ. 3. ፈሳሽ shrinkage የሙከራ ዕቃ ንድፍ;

g - ግልጽ ፣ የፕላስቲክ ቱቦ ፣ ፒ - ፖክሲሊን ፣ l - ገዥ ፣

t - ግልጽ ቴፕ

የሚከተሉት ሁለት ሙከራዎች የተለያዩ የሰውነት አካላት ሞለኪውሎች የተለያዩ ቅርጾች እና መጠኖች አላቸው ብለን መደምደም ያስችሉናል. የመጀመሪያውን ለማድረግ ከ1-2 ሴ.ሜ ውስጣዊ ዲያሜትር እና 30 ሴ.ሜ ርዝመት ያላቸው ሁለት ግልፅ የፕላስቲክ ቱቦዎችን ይቁረጡ ። እያንዳንዱ የቱቦ ቁራጭ በብዙ የማጣበቂያ ቴፕ ከደረጃው ተቃራኒ በሆነ ገዥ ጠርዝ ላይ ተጣብቋል ። 3)። የቧንቧዎቹን ዝቅተኛ ጫፎች በፖክሲሊን መሰኪያዎች ይዝጉ. ሁለቱንም ገዢዎች በተጣበቁ ቱቦዎች በአቀባዊ አቀማመጥ ያስተካክሉ. 14 ሴ.ሜ ያህል ርዝመት ያለው አንድ አምድ ለመሥራት በአንደኛው ቱቦ ውስጥ በቂ ውሃ አፍስሱ ። በሁለተኛው የሙከራ ቱቦ ውስጥ ተመሳሳይ መጠን ያለው ኤቲል አልኮሆል አፍስሱ።

አሁን እንጠይቃለን, የሁለቱም ፈሳሾች ድብልቅ የዓምድ ቁመት ምን ያህል ይሆናል? ለእነሱ በሙከራ መልስ ለማግኘት እንሞክር። አልኮል ወደ ውሃ ቱቦ ውስጥ አፍስሱ እና ወዲያውኑ የፈሳሹን ከፍተኛ ደረጃ ይለካሉ. ይህንን ደረጃ በቧንቧው ላይ በውሃ መከላከያ ጠቋሚ ምልክት እናደርጋለን. ከዚያም ሁለቱንም ፈሳሾች ከሽቦ ጋር ያዋህዱ እና ደረጃውን እንደገና ይፈትሹ. ምን እናስተውላለን? ይህ ደረጃ ቀንሷል, ማለትም. ድብልቅው መጠን ለማምረት ጥቅም ላይ ከሚውሉት ንጥረ ነገሮች ድምር ያነሰ ነው. ይህ ክስተት ፈሳሽ መጠን መቀነስ ይባላል. የድምጽ መጠን መቀነስ አብዛኛውን ጊዜ ጥቂት በመቶ ነው.

የሞዴል ማብራሪያ

የጨመቁትን ውጤት ለማብራራት, የሞዴል ሙከራን እናካሂዳለን. በዚህ ሙከራ ውስጥ የአልኮሆል ሞለኪውሎች በአተር ጥራጥሬዎች ይወከላሉ, እና የውሃ ሞለኪውሎች የፓፒ ዘሮች ይሆናሉ. ወደ 0,4 ሜትር ከፍታ ያለው ትልቅ አተር ወደ መጀመሪያው ጠባብ ፣ ግልፅ ምግብ ፣ ለምሳሌ ረጅም ማሰሮ አፍስሱ ። ተመሳሳይ ቁመት ባለው ሁለተኛ ተመሳሳይ መርከብ ውስጥ የፓፒ ዘሮችን አፍስሱ (ፎቶ 1 ሀ)። ከዚያም የፖፒ ዘሮችን ከአተር ጋር ወደ መርከብ ውስጥ እናፈስሳለን እና የእህልው የላይኛው ደረጃ የሚደርስበትን ቁመት ለመለካት ገዢን እንጠቀማለን. ይህንን ደረጃ በመርከቧ ላይ በጠቋሚ ወይም በፋርማሲቲካል ጎማ ባንድ ምልክት እናደርጋለን (ፎቶ 1 ለ). መያዣውን ይዝጉትና ብዙ ጊዜ ይንቀጠቀጡ. በአቀባዊ እናስቀምጣቸዋለን እና የእህል ድብልቅ የላይኛው ደረጃ አሁን ምን ያህል ቁመት እንደሚደርስ እንፈትሻለን። ከመቀላቀል በፊት ያነሰ ሆኖ ተገኝቷል (ፎቶ 1 ሐ).

ሙከራው እንደሚያሳየው ከተደባለቀ በኋላ ትናንሽ የፖፒ ዘሮች በአተር መካከል ያሉትን ነፃ ቦታዎች ሞልተውታል, በዚህም ምክንያት በድብልቅ የተያዘው አጠቃላይ መጠን ቀንሷል. ውሃ ከአልኮል እና ከአንዳንድ ፈሳሾች ጋር ሲቀላቀል ተመሳሳይ ሁኔታ ይከሰታል. ሞለኪውሎቻቸው በሁሉም መጠኖች እና ቅርጾች ይመጣሉ. በዚህ ምክንያት ትናንሽ ቅንጣቶች በትላልቅ ቅንጣቶች መካከል ያለውን ክፍተት ይሞላሉ እና የፈሳሹ መጠን ይቀንሳል.

ፎቶ 1. የመጭመቂያ ሞዴል ጥናት የሚከተሉት ደረጃዎች:

ሀ) ባቄላ እና አደይ አበባ በተለያዩ መርከቦች ውስጥ;

ለ) ጥራጥሬዎች ከተለቀቁ በኋላ, ሐ) ከተደባለቀ በኋላ የእህል መጠን መቀነስ

ዘመናዊ አንድምታዎች

ዛሬ በዙሪያችን ያሉት ሁሉም አካላት በሞለኪውሎች የተሠሩ መሆናቸው የታወቀ ሲሆን እነዚህም በተራው, በአተሞች የተገነቡ ናቸው. ሁለቱም ሞለኪውሎች እና አቶሞች በቋሚ የዘፈቀደ እንቅስቃሴ ውስጥ ናቸው፣ ፍጥነታቸው በሙቀት ላይ የተመሰረተ ነው። ለዘመናዊ ማይክሮስኮፖች ምስጋና ይግባው, በተለይም የፍተሻ ዋሻ ማይክሮስኮፕ (STM) የግለሰብ አተሞች ሊታዩ ይችላሉ. በተጨማሪም የአቶሚክ ኃይል ማይክሮስኮፕ (ኤኤፍኤም-) የሚጠቀሙ የታወቁ ዘዴዎች አሉ, ይህም የግለሰብ አተሞችን በትክክል ለማንቀሳቀስ እና ወደ ሚጠራው ስርዓቶች እንዲዋሃዱ ያስችልዎታል. nanostructures. የጨመቁ ተፅእኖም ተግባራዊ ጠቀሜታዎች አሉት. የሚፈለገውን መጠን ድብልቅ ለማግኘት አስፈላጊ የሆኑትን የተወሰኑ ፈሳሾች መጠን በሚመርጡበት ጊዜ ይህንን ግምት ውስጥ ማስገባት አለብን. ግምት ውስጥ ማስገባት አለብዎት, ጨምሮ. በቮዲካዎች ምርት ውስጥ ፣ እርስዎ እንደሚያውቁት ፣ በዋነኝነት የኤትሊል አልኮሆል (አልኮሆል) እና የውሃ ድብልቅ ናቸው ፣ ምክንያቱም የሚፈጠረው መጠጥ መጠን ከተቀማጭ ንጥረ ነገሮች ድምር ያነሰ ይሆናል።