Բենզոլ 126 չափսերով
Ավստրալացի գիտնականները վերջերս նկարագրեցին մի քիմիական մոլեկուլ, որը վաղուց գրավել է նրանց ուշադրությունը: Ենթադրվում է, որ հետազոտության արդյունքը կազդի արևային բջիջների, օրգանական լույս արձակող դիոդների և հաջորդ սերնդի այլ տեխնոլոգիաների վրա, որոնք ցույց են տալիս բենզոլի օգտագործումը:
բենզոլ օրգանական քիմիական միացություն արենների խմբից։ Այն ամենապարզ կարբոցիկլային չեզոք արոմատիկ ածխաջրածինն է։ Այն, ի թիվս այլ բաների, ԴՆԹ-ի, սպիտակուցների, փայտի և յուղի բաղադրիչ է: Բենզոլի կառուցվածքի խնդրով քիմիկոսները հետաքրքրվել են միացության մեկուսացումից ի վեր։ 1865 թվականին գերմանացի քիմիկոս Ֆրիդրիխ Ավգուստ Կեկուլեն ենթադրեց, որ բենզոլը վեց անդամից բաղկացած ցիկլոհեքսատրիեն է, որում ածխածնի ատոմների միջև մեկ և կրկնակի կապեր են փոխվում։
30-ական թվականներից ի վեր քիմիական շրջանակներում քննարկումներ են ընթանում բենզոլի մոլեկուլի կառուցվածքի վերաբերյալ։ Այս հակասությունը վերջին տարիներին լրացուցիչ հրատապություն է ձեռք բերել, քանի որ բենզոլը, որը կազմված է վեց ածխածնի ատոմներից, որոնք կապված են վեց ջրածնի ատոմների հետ, ամենափոքր հայտնի մոլեկուլն է, որը կարող է օգտագործվել օպտոէլեկտրոնիկայի արտադրության մեջ՝ ապագայի տեխնոլոգիական տարածք: .
Մոլեկուլի կառուցվածքի շուրջ տարաձայնությունները ծագում են այն պատճառով, որ թեև այն ունի քիչ ատոմային բաղադրիչներ, այն գոյություն ունի այնպիսի վիճակում, որը մաթեմատիկորեն նկարագրված է ոչ թե երեք կամ նույնիսկ չորս չափումներով (ներառյալ ժամանակը), ինչպես գիտենք մեր փորձից, այլ. մինչև 126 չափս.
Որտեղի՞ց այս թիվը: Հետևաբար, մոլեկուլը կազմող 42 էլեկտրոններից յուրաքանչյուրը նկարագրված է երեք չափումներով, և դրանց բազմապատկելով մասնիկների թվով ստացվում է ուղիղ 126: Այսպիսով, դրանք իրական չեն, այլ մաթեմատիկական չափումներ: Այս բարդ և շատ փոքր համակարգի չափումը մինչ այժմ անհնար էր, ինչը նշանակում էր, որ բենզոլում էլեկտրոնների ճշգրիտ վարքագիծը հնարավոր չէր իմանալ: Եվ սա խնդիր էր, քանի որ առանց այս տեղեկատվության հնարավոր չէր լինի ամբողջությամբ նկարագրել մոլեկուլի կայունությունը տեխնիկական կիրառություններում:
Այժմ, սակայն, գիտնականներին՝ Թիմոթի Շմիդտի գլխավորությամբ՝ Էքսիտոն գիտության ARC գերազանցության կենտրոնից և Սիդնեյի Նոր Հարավային Ուելսի համալսարանից, հաջողվել է բացահայտել առեղծվածը: UNSW-ի և CSIRO Data61-ի գործընկերների հետ նա կիրառեց բարդ ալգորիթմի վրա հիմնված մեթոդ, որը կոչվում է Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) բենզոլի մոլեկուլների վրա՝ դրանց ալիքի երկարության ֆունկցիաները բոլորի վրա քարտեզագրելու համար: 126 չափս. Այս ալգորիթմը թույլ է տալիս ծավալային տարածությունը բաժանել «սալիկների», որոնցից յուրաքանչյուրը համապատասխանում է էլեկտրոնների դիրքերի փոխարկումներին: Այս հետազոտության արդյունքները հրապարակվել են Nature Communications ամսագրում։
Գիտնականների համար առանձնահատուկ հետաքրքրություն էր էլեկտրոնների սպինի ըմբռնումը։ «Այն, ինչ մենք գտանք, շատ զարմանալի էր», - նշում է պրոֆեսոր Շմիդտը հրապարակման մեջ: «Ածխածնի մեջ պտտվող էլեկտրոնները կրկնակի կապակցված են ավելի ցածր էներգիայի եռաչափ կոնֆիգուրացիաների մեջ: Ըստ էության, սա նվազեցնում է մոլեկուլի էներգիան՝ այն դարձնելով ավելի կայուն՝ էլեկտրոնների հեռացման և վանման պատճառով»։ Մոլեկուլի կայունությունը, իր հերթին, ցանկալի բնութագիր է տեխնիկական կիրառություններում։
Տես նաեւ.
