126 o'lchamdagi benzol
Avstraliyalik olimlar yaqinda uzoq vaqtdan beri ularning e'tiborini tortgan kimyoviy molekulani tasvirlab berishdi. Tadqiqot natijalari quyosh batareyalarining yangi dizaynlari, organik yorug'lik diodlari va benzoldan foydalanishni ko'rsatadigan boshqa yangi avlod texnologiyalariga ta'sir qiladi, deb ishoniladi.
benzol arenlar guruhidan organik kimyoviy birikma. Bu eng oddiy karbotsiklik neytral aromatik uglevodoroddir. Bu, boshqa narsalar qatorida, DNK, oqsillar, yog'och va yog'ning tarkibiy qismidir. Kimyogarlarni benzolning strukturasi muammosi birikma ajratib olingandan beri qiziqtirgan. 1865 yilda nemis kimyogari Fridrix Avgust Kekule benzol olti a'zoli siklogeksatrien bo'lib, unda uglerod atomlari o'rtasida bitta va qo'sh bog'lar almashinadi, deb faraz qildi.
30-yillardan beri kimyoviy doiralarda benzol molekulasining tuzilishi haqida bahs-munozaralar bo'lib o'tdi. Bu munozara so'nggi yillarda qo'shimcha dolzarblik kasb etdi, chunki oltita vodorod atomiga bog'langan oltita uglerod atomidan tashkil topgan benzol kelajakdagi texnologiya sohasi bo'lgan optoelektronika ishlab chiqarishda ishlatilishi mumkin bo'lgan eng kichik ma'lum molekuladir. .
Molekulaning tuzilishi bilan bog'liq bahs-munozaralar, chunki u bir necha atom tarkibiy qismlariga ega bo'lsa-da, biz tajribamizdan bilganimizdek, matematik jihatdan uch yoki hatto to'rt o'lchov (shu jumladan vaqt) bilan tavsiflangan holatda mavjud bo'ladi. 126 o'lchamgacha.
Bu raqam qayerdan kelgan? Shuning uchun molekulani tashkil etuvchi 42 ta elektronning har biri uch o'lchamda tasvirlangan va ularni zarrachalar soniga ko'paytirish aniq 126 ni beradi. Demak, bular haqiqiy emas, balki matematik o'lchovlardir. Ushbu murakkab va juda kichik tizimni o'lchash hozirgacha imkonsiz bo'lib chiqdi, ya'ni benzoldagi elektronlarning aniq harakatini bilish mumkin emas edi. Va bu muammo edi, chunki bu ma'lumotsiz molekulaning barqarorligini texnik ilovalarda to'liq tasvirlab bo'lmaydi.
Endi esa, ARC Exciton Science bo'yicha mukammallik markazi va Sidneydagi Yangi Janubiy Uels universitetidan Timoti Shmidt boshchiligidagi olimlar bu sirni ochishga muvaffaq bo'lishdi. UNSW va CSIRO Data61 dagi hamkasblari bilan birgalikda benzol molekulalarining to‘lqin uzunligi funksiyalarini xaritalash uchun Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) deb nomlangan murakkab algoritmga asoslangan usulni qo‘lladi. 126 o'lcham. Ushbu algoritm o'lchovli bo'shliqni "plitkalarga" bo'lish imkonini beradi, ularning har biri elektronlar pozitsiyalarining almashinuviga mos keladi. Ushbu tadqiqot natijalari Nature Communications jurnalida chop etildi.
Elektronlarning aylanishini tushunish olimlar uchun alohida qiziqish uyg'otdi. Nashrda professor Shmidt ta'kidlaydi: "Biz topgan narsa juda hayratlanarli edi". "Ugleroddagi spin-up elektronlar ikki tomonlama bog'langan bo'lib, past energiyali uch o'lchovli konfiguratsiyalarga ega. Asosan, u molekula energiyasini pasaytiradi va elektronlar itarib yuborilishi va qaytarilishi tufayli uni yanada barqaror qiladi. Molekulaning barqarorligi, o'z navbatida, texnik ilovalarda kerakli xususiyatdir.
Shuningdek qarang:
