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水はXNUMXつの異なる液体に分けられます

31.05.2018

スイスの科学者は史上初めて、水を XNUMX 種類の水分子からなる XNUMX つの異なる液体に分離することに成功しました。

水分子の空間構造と一部の物理的性質は、水素原子のスピンに依存しています。両方の原子のスピンが同じ場合、そのような分子はパラ水と呼ばれ、反対の場合、オルト水と呼ばれます。それらの正確な違いはまだわかっていませんが、2002 年にロシアの物理学者は、オルソ水がパラ水よりも凝縮しにくいことを示しました。

量子力学の法則は、ある形態の水を別の形態に直接変換することを禁止しているため、液体を含むガラスでは、パラ水とオルト水が同時に存在する必要があります。それにもかかわらず、最初の実験では、それらを分離することは不可能であることが示されました。これは、その性質がまだ明確ではない水分子間の相互作用によって、水素原子のスピンが変化することがあるからです。

ウィリッヒと彼の同僚は、水を絶対零度に近い温度に冷却し、パラ水分子とオルト水分子を互いに接触しない XNUMX つのキャンプに自然に分離させることで、この一見不可能に見える問題を初めて解決することができました。

これは、水を一種の蒸気に変えることによって達成されました。これは、水分子とアルゴン原子の非常に希薄な混合物であり、超低温でも凝固しません。十分な量のこの混合物を準備した後、科学者はそれを強力な静電界発生器に通しました。それは分子の XNUMX つの狭い流れに分かれ、そのうちの XNUMX つはパラウォーターのみで構成され、XNUMX つ目はオルトウォーターのみで構成されていました。

ストリームは、カルシウムイオンとジアゼニリウム (50 つの窒素原子と XNUMX つの水素原子の壊れやすい組み合わせ) で構成される別のガスの雲に衝突しました。超低温でも積極的に水と相互作用し、過剰な水素を与えるジアゼニリウムは、過去 XNUMX 年間に宇宙で天文学者によって発見された最初の星間化学化合物の XNUMX つになりました。

この雲と流れに紫外線を照射することで、科学者たちは両方の形態の水がジアゼニリウムとどのように相互作用するかを追跡し、パラ水とオルト水のいくつかの興味深い特性を明らかにすることができました。たとえば、パラウォーターは N2H 分子とはるかに速く、より活発に反応することが判明しました。これは、それらの「挙動」と化学的相互作用に大きな違いがあることを示しています。

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量子もつれのエントロピー則の存在が証明された 09.05.2024

量子力学は、その神秘的な現象や予期せぬ発見で私たちを驚かせ続けています。最近、理化学研究所量子コンピューティングセンターの Bartosz Regula 氏とアムステルダム大学の Ludovico Lamy 氏が、量子もつれとそのエントロピーとの関係に関する新しい発見を発表しました。量子もつれは、現代の量子情報科学技術において重要な役割を果たしています。ただし、その構造は複雑であるため、理解と管理が困難になります。レグルスとラミーの発見は、量子のもつれが古典系と同様のエントロピー規則に従うことを示しています。この発見は、量子情報科学技術の分野に新たな視点をもたらし、量子のもつれと熱力学との関係についての理解を深めます。研究結果は、もつれ変換の可逆性の可能性を示しており、これにより、さまざまな量子技術での使用が大幅に簡素化される可能性があります。新しいルールを開く ... >>

ミニエアコンソニーレオンポケット5 09.05.2024

夏はリラックスしたり旅行したりするのに最適な時期ですが、多くの場合、暑さが耐え難い苦痛に変わることがあります。ソニーの新製品、Reon Pocket 5 ミニエアコンをご紹介します。ユーザーにとって夏をより快適にすることを約束します。ソニーは、暑い日に体を冷やすユニークなデバイス、Reon Pocket 5 ミニコンディショナーを導入しました。首にかけるだけでいつでもどこでも涼しさを楽しめます。運転モードの自動調整と温度・湿度センサーを搭載したミニエアコンです。革新的なテクノロジーのおかげで、Reon Pocket 5 はユーザーのアクティビティや環境条件に応じて動作を調整します。ユーザーはBluetooth経由で接続された専用モバイルアプリを使用して簡単に温度を調整できます。さらに、ミニコンディショナーを取り付けられる、便利な特別デザインのTシャツとショーツも用意されています。デバイスはああ、 ... >>

スターシップのための宇宙からのエネルギー 08.05.2024

新技術の出現と宇宙計画の発展により、宇宙での太陽エネルギーの生産がより実現可能になってきています。スタートアップ企業のトップである Virtus Solis は、SpaceX の Starship を使用して地球に電力を供給できる軌道上発電所を構築するというビジョンを共有しました。スタートアップ企業のVirtus Solisは、SpaceXのStarshipを利用して軌道上に発電所を建設するという野心的なプロジェクトを発表した。このアイデアは太陽エネルギー生産の分野を大きく変え、より利用しやすく、より安価になる可能性があります。このスタートアップの計画の中核は、Starshipを使って衛星を宇宙に打ち上げるコストを削減することだ。この技術的進歩により、宇宙での太陽エネルギー生産は従来のエネルギー源と比べてより競争力のあるものになると期待されています。 Virtual Solis は、Starship を使用して必要な機器を配送し、軌道上に大型太陽光発電パネルを構築することを計画しています。ただし、重要な課題の 1 つは、 ... >>

強力なバッテリーを作成する新しい方法 08.05.2024

技術の発展とエレクトロニクスの使用拡大に伴い、効率的で安全なエネルギー源を作り出すという問題はますます緊急になっています。クイーンズランド大学の研究者らは、エネルギー産業の状況を変える可能性のある高出力亜鉛ベース電池を開発するための新しいアプローチを発表した。従来の水ベースの充電式電池の主な問題の 1 つは電圧が低いことであり、そのため最新の機器での使用が制限されていました。しかし、科学者によって開発された新しい方法のおかげで、この欠点は見事に克服されました。研究の一環として、科学者たちは特別な有機化合物であるカテコールに注目しました。これは、バッテリーの安定性を向上させ、効率を高めることができる重要なコンポーネントであることが判明しました。このアプローチにより、亜鉛イオン電池の電圧が大幅に向上し、競争力が高まりました。科学者によると、このようなバッテリーにはいくつかの利点があります。彼らはbを持っています ... >>

温かいビールのアルコール度数 07.05.2024

最も一般的なアルコール飲料の 1 つであるビールは、飲む温度によって変化する独自の味を持っています。国際的な科学者チームによる新しい研究で、ビールの温度がアルコールの味の知覚に大きな影響を与えることが判明しました。材料科学者のレイ・ジャン氏が主導したこの研究では、温度が異なるとエタノールと水分子が異なる種類のクラスターを形成し、それがアルコールの味の知覚に影響を与えることが判明した。低温ではより多くのピラミッド状のクラスターが形成され、「エタノール」の辛味が軽減され、飲み物のアルコール感が軽減されます。逆に温度が上がるとクラスターが鎖状になり、アルコール感が強くなります。これは、白酒などの一部のアルコール飲料の味が温度によって変化する理由を説明します。得られたデータは飲料メーカーに新たな可能性をもたらします。 ... >>

アーカイブからのランダムなニュース

ナノセラノスティクスのための新しいシステム 12.07.2019

ローザンヌ連邦工科大学 (EPFL) とジュネーブ大学 (スイス) の科学者は、独自の光学特性を持つ金属酸化物ナノ結晶のファミリーである「高調波ナノ粒子」を使用する新しいナノセラノスティックシステムを開発しました。紫外線だけでなく、患者にとってはるかに安全な赤外線からも。

セラノスティクスは発展途上の医学分野であり、その名前には「治療」と「診断」という言葉が含まれています。セラノスティクスの考え方は、病気の早期診断、治療、および患者の反応の監視に同時に使用される薬と治療法を作成することです。これにより、時間とお金が節約され、これらの戦略を単独で使用したときに発生する可能性のある望ましくない生物学的影響の一部を回避できます.

今日、ナノ粒子は、診断分子と薬物を組み合わせて単一の薬剤にするセラノスティクスでますます使用されています。ナノ粒子は、放射線治療を受けている癌患者のための薬物や放射性同位体などの分子「貨物」のキャリアとして機能します。この「輸送」は、患者の体内の特定の生物学的経路に向けられており、健康な組織への損傷を避けることができます。

標的組織に入ると、ナノ粒子は診断画像の作成に役立つか、ペイロードを送達します (またはその両方)。専門家は光の助けを借りてそれらを制御します。研究の主流となっている高度な「ナノセラノスティクス」技術です。多くの制限がありますが、克服しなければならない欠点があります。

ガーバーグループによって開発された新しいシステムは、光に敏感な分子量を運ぶ酸化ケイ素に基づくビスマスフェライト「高調波ナノ粒子」を使用することによって、これらの問題を回避します。これらのシステムは、近赤外光 (790 ナノメートル) で簡単に活性化でき、創薬および分離プロセス用により長い波長でイメージングできます。これらの機能により、システムは患者にとって安全になります。

光がトリガーされると、ナノ粒子は貨物を放出します。この場合、研究者がモデルとして使用した L-トリプトファンです。科学者たちは、液体クロマトグラフィーと質量分析を使用して、「貨物」の放出を監視および定量化しました。

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