Mandehana mankany amin'ny nanotechnology

An'arivony taona lasa izay, dia nanontany tena ny olona hoe inona no nanaovana ny vatana manodidina. Niovaova ny valiny. Tany Gresy fahiny, ny mpahay siansa dia nilaza fa ny vatana rehetra dia voaforon'ny singa kely tsy azo zaraina, izay nantsoiny hoe atôma. Tsy hain’izy ireo nofaritan’izy ireo ny kely. Nandritra ny taonjato maromaro, ny fomba fijerin'ny Grika dia nijanona ho vinavina fotsiny. Naverina tany amin'izy ireo izy ireo tamin'ny taonjato faha-XNUMX, rehefa natao ny fanandramana hanombanana ny haben'ny molekiola sy atôma.

Ny iray amin'ireo andrana manan-danja ara-tantara, izay nahafahana nanao kajy ny haben'ny sombiny, dia natao Lord Rayleigh, mpahay siansa anglisy. Koa satria tsotra ny fanatanterahana izany ary tena maharesy lahatra tokoa, andeha isika hamerina izany ao an-trano. Avy eo dia mitodika any amin'ny fanandramana roa hafa izay ahafahantsika mianatra ny sasany amin'ireo toetran'ny molekiola.

Inona avy ireo habe potika?

vary. 1. Fomba fanomanana ny syringe amin'ny fametrahana vahaolana amin'ny solika ao anaty lasantsy nalaina tao anatiny; p - poxylin,

c - syringe

Andeha isika hamaly ity fanontaniana ity amin'ny fanatanterahana ity andrana manaraka ity. Avy amin'ny syringe 2 cm³ esory ny plunger ary asio tombo-kase amin'ny Poxiline ny fivoahany mba hamenoana tanteraka ny fantsona fivoahana natao hampidirana ny fanjaitra (sary 1). Miandry minitra vitsivitsy isika mandra-pahazotoan'i Poxilina. Rehefa mitranga izany dia arotsaho ao anaty syringe eo amin'ny 0,2 cm eo ho eo³ menaka fihinana ary raketo izany sanda izany. Izany no habetsahan'ny menaka ampiasaina._o. Fenoy lasantsy ny sisa tavela amin'ny syringe. Afangaro amin'ny tariby ny ranon-javatra roa mandra-pahazoana vahaolana homogene ary amboary mitsangana ny syringe amin'ny fitoerana rehetra.

Avy eo dia arotsaho ao anaty koveta ny rano mafana mba 0,5-1 cm ny halaliny. Mampiasà rano mafana, fa tsy mafana, mba tsy ho hita ny etona miakatra. Mitarika tapa-taratasy manamorona ny rano imbetsaka izahay mba hanadiovana ny vovobony kisendrasendra.

Manangona menaka sy lasantsy kely izahay ao anaty ranom-boankazo ary mitondra ny rano amin'ny afovoan'ny sambo miaraka amin'ny rano. Manindry moramora ny gaoma isika dia mandatsaka rano kely araka izay azo atao eny ambonin'ny rano. Ny indray mitete amin'ny fifangaroan'ny menaka sy ny lasantsy dia hiparitaka be amin'ny lafiny rehetra ambonin'ny rano ary hamorona sosona tena manify miaraka amin'ny hateviny mitovy amin'ny savaivony poti iray eo ambanin'ny fepetra tsara indrindra - ilay antsoina hoe sosona monomolecular. Rehefa afaka fotoana kelikely, matetika minitra vitsivitsy, dia hihena ny lasantsy (izay haingana noho ny fiakaran'ny maripanan'ny rano), ka mamela sosona menaka monomolecular eo ambonin'ny tany (sary 2). Ny sosona vokatr'izany matetika dia manana endrika boribory misy savaivony santimetatra maromaro na mihoatra.

vary. 2. Soson-tsolika monomolecular eo ambonin'ny rano

m - valahana, c - rano, o - menaka, D - savaivony fananganana, d - hatevin'ny fananganana

(haben'ny sombin-tsolika)

Manazava ny velaran-drano isika amin'ny alalan'ny fitarihana tara-pahazavana avy amin'ny tselatra mitsivalana eo aminy. Noho izany dia hita kokoa ny sisin'ny sosona. Azontsika fantarina mora foana ny savaivony D avy amin'ny tsipika voatana eo ambonin'ny rano. Amin'ny fahafantarana an'io savaivony io, dia azontsika atao ny manisa ny velaran'ny sosona S amin'ny fampiasana ny raikipohy amin'ny faritry ny faribolana:

Raha fantatsika ny habetsahan'ny menaka V₁ voarakitra ao anatin'ilay indray mitete, dia azo kajy mora foana ny savaivony ny molekiolan'ny menaka d, raha heverina fa nitsonika ilay menaka ary namorona sosona misy velarana S, izany hoe:

Rehefa avy nampitaha ny formulas (1) sy (2) ary ny fiovana tsotra isika dia mahazo rôle iray ahafahantsika manisa ny haben'ny sombin-tsolika:

Ny mora indrindra, fa tsy ny fomba marina indrindra hamaritana ny volume V₁ dia ny hijerena ny isan'ny nilatsaka azo avy amin'ny totalin'ny fangaro voarakitra ao amin'ny syringe ary mizara ny habetsahan'ny menaka Vo ampiasaina amin'io isa io. Mba hanaovana izany, manangona ny fangaro amin'ny pipette izahay ary mamorona vongan-drano, miezaka ny manao azy ireo mitovy habe amin'ny fotoana nalatsaka teo ambonin'ny rano. Manao izany isika mandra-pahavitan'ny fangaro rehetra.

Ny fomba marina kokoa, nefa mandany fotoana bebe kokoa dia ny manitsaka menaka indray mitete eo ambonin'ny rano, mahazo sosona monomolecular menaka ary mandrefy ny savaivony. Mazava ho azy fa alohan'ny hanaovana ny sosona tsirairay dia tsy maintsy arotsaka avy ao anaty koveta ny rano sy menaka efa nampiasaina teo aloha ary arotsaka madio. Avy amin'ny fandrefesana azo, kajy ny salan'ny arithmetika.

Ny fanoloana ny soatoavina azo amin'ny formula (3), aza adino ny mamadika ireo singa ary maneho ny fitenenana amin'ny metatra (m) sy V₁ amin'ny metatra toratelo (m³). Alao amin'ny metatra ny haben'ny singa. Miankina amin'ny karazana menaka ampiasaina io habe io. Mety ho diso ny valiny noho ny vinavina fanatsorana natao, indrindra satria tsy monomolecular ny sosona ary tsy mitovy foana ny haben'ny vongan-drano. Mora ny mahita fa ny tsy fisian'ny sosona monomolecular dia mitarika ho amin'ny fanombanana be loatra ny sandan'ny d.^-8-10^-9 m. Block 10^-9 m antsoina nanometer ary matetika ampiasaina amin'ny sehatry ny firoboroboana fantatra amin'ny anarana hoe nanotechnology.

"Manjavona" ny habetsahan'ny ranon-javatra

vary. 3. Ny famolavolana ny ranon-javatra shrinkage fitsapana sambo;

g - mangarahara, tavoahangy plastika, p - poxylin, l - mpanapaka,

t - mangarahara kasety

Ireto andrana roa manaraka ireto dia hamela antsika hanatsoaka hevitra fa ny molekiola misy vatana samy hafa dia samy manana ny endriny sy ny habeny. Mba hanaovana ny voalohany, tapaho ny tapany roa amin'ny fantsona plastika mangarahara, samy 1-2 sm ny savaivony anatiny ary 30 sm ny lavany. . 3). Akatona ny faran'ny hoses miaraka amin'ny plugs poxylin. Amboary ny tsipika roa miaraka amin'ny hoses mipetaka amin'ny toerana mitsangana. Asio rano ampy amin'ny iray amin'ireo hoses mba hanaovana tsanganana eo amin'ny antsasaky ny halavan'ny hose, lazao 14 sm. Araraka ao anaty fantsona faharoa ny ethyl alcohol.

Ankehitriny dia manontany isika, inona no haavon'ny tsanganana amin'ny fifangaroan'ny ranon-javatra roa? Andao hiezaka hahazo valiny amin'izy ireo andrana. Araraka ao anaty fantson-drano ny alikaola ary refesina avy hatrany ny haavon'ny rano. Marihina amin'ny marika tantera-drano eo amin'ny hose io haavo io. Avy eo afangaro amin'ny tariby ny ranon-javatra roa ary jereo indray ny haavony. Inona no tsikaritra? Hita fa nihena io ambaratonga io, izany hoe. ny habetsaky ny fangaro dia kely noho ny fitambaran'ny habetsaky ny akora ampiasaina hamokarana azy. Ity tranga ity dia antsoina hoe contraction volume liquide. Ny fihenan'ny volume dia matetika isan-jato.

Fanazavana modely

Mba hanazavana ny fiantraikan'ny compression dia hanao fanandramana modely isika. Ny molekiolan'ny alikaola amin'ity andrana ity dia aseho amin'ny voam-boasary, ary ny molekiolan'ny rano dia voan'ny poppy. Araraka ao amin'ny lovia voalohany, tery, mangarahara, ohatra, siny lava be ny voanjo lehibe, arotsaka ao anaty vilia faharoa mitovitovy ny haavony ny voan'ny poppy (sary 0,4a). Avy eo dia mandatsaka ny voan'ny poppy ao anaty vilany misy peas izahay ary mampiasa tsipika mba handrefesana ny haavon'ny haavon'ny voa. Manamarika ity ambaratonga ity amin'ny marika na fehin-kibo pharmaceutika eo amin'ny sambo izahay (sary 1b). Akatona ny fitoeran-javatra ary kobanina imbetsaka. Mametraka azy ireo mitsangana isika ary mijery ny haavon'ny haavon'ny fangaro voamaina amin'izao fotoana izao. Hita fa ambany noho ny teo aloha ny fangarony (sary 1c).

Nasehon'ny fanandramana fa taorian'ny fampifangaroana, dia nameno ny toerana malalaka teo anelanelan'ny pea ny voan'ny poppy kely, ary vokatr'izany dia nihena ny totalin'ny fitambaran'ny fangaro. Misy toe-javatra mitovy amin'izany rehefa mampifangaro rano amin'ny alikaola sy ranon-javatra hafa. Ny molekiolany dia misy amin'ny habeny sy ny endriny rehetra. Vokatr'izany, ireo potikely kely kokoa dia mameno ny elanelana misy eo amin'ireo singa lehibe kokoa ary mihena ny habetsahan'ny ranon-javatra.

Sary 1. Ireto dingana manaraka ireto amin'ny fandalinana ny modely fanerena:

a) tsaramaso sy voan'ny poppy ao anaty vilany misaraka;

b) voamaina aorian'ny fandatsahana, c) fihenan'ny habetsahan'ny voa rehefa avy mifangaro

Ny fiantraikany maoderina

Fantatra amin’izao andro izao fa misy molekiola avokoa ny vatana manodidina antsika, ary ireo kosa dia ataoma. Na ny molekiola na ny atôma dia samy mihetsika tsy tapaka, izay miankina amin'ny mari-pana ny hafainganam-pandehany. Noho ny mikraoskaopy maoderina, indrindra fa ny mikraoskaopy fanindronana (STM), dia azo jerena ny atoma tsirairay. Misy fomba fantatra ihany koa izay mampiasa mikraoskaopy atomika (AFM-), izay ahafahanao mamindra tsara ny atoma tsirairay ary manambatra azy ireo ho rafitra antsoina hoe nanostructures. Misy fiantraikany azo ampiharina ihany koa ny vokatry ny fanerena. Tsy maintsy raisina an-tsaina izany rehefa mifidy ny habetsahan'ny ranon-javatra sasany ilaina mba hahazoana fifangaroan'ny boky ilaina. Tsy maintsy raisina an-tsaina izany, anisan'izany. amin'ny famokarana vodkas, izay, araka ny fantatrao, dia fifangaroan'ny ankamaroan'ny alikaola (alcohol) sy ny rano, satria ny habetsahan'ny zava-pisotro aterak'izany dia ho kely noho ny fitambaran'ny habetsaky ny akora.