E hele i ka nanotechnology
He mau kaukani makahiki i hala aku nei, ua noʻonoʻo ka poʻe i ke ʻano o ke kino a puni. Ua ʻokoʻa nā pane. I ka Helene kahiko, ua hōʻike ka poʻe ʻepekema i ka manaʻo o nā kino āpau i hana ʻia i nā mea liʻiliʻi ʻokoʻa, i kapa ʻia lākou he atoms. Pehea ka liʻiliʻi, ʻaʻole hiki iā lākou ke kuhikuhi. No kekahi mau kenekulia, ʻo ka manaʻo o ka poʻe Helene he mau kuhiakau wale nō. Ua hoʻihoʻi ʻia lākou iā lākou i ke kenekulia XNUMX, i ka wā i hana ʻia ai nā hoʻokolohua e hoʻohālikelike i ka nui o nā molekala a me nā atom.
Ua hoʻokō ʻia kekahi o nā hoʻokolohua koʻikoʻi o ka mōʻaukala, i hiki ai ke helu i ka nui o nā ʻāpana ʻepekema Pelekane ʻo Lord Rayleigh. Ma muli o ka maʻalahi o ka hana ʻana a i ka manawa like me ka maopopo loa, e hoʻāʻo mākou e hana hou i ka home. A laila, huli mākou i ʻelua mau hoʻokolohua ʻē aʻe e hiki ai iā mākou ke aʻo i kekahi o nā waiwai o nā molekala.
He aha ka nui o nā ʻāpana?
Laiki. 1. He ala e hoʻomākaukau ai i kahi syringe no ka hoʻokomo ʻana i kahi hopena o ka ʻaila i loko o ka ʻaila i unuhi ʻia i loko; p - poxylin,
c - ʻōniʻoniʻo
E ho'āʻo kākou e pane i kēia nīnau ma ka hana ʻana i kēia hoʻokolohua. Mai kahi syringe 2 cm3 wehe i ka plunger a hoʻopaʻa i kona puka me ka Poxiline i hoʻopiha piha i ka paipu puka i manaʻo ʻia no ka hoʻokomo ʻana i ka nila (Fig. 1). Kali mākou i kekahi mau minuke a paʻakikī ʻo Poxilina. Ke hana ʻia kēia, e ninini i loko o ka syringe ma kahi o 0,2 cm3 aila ʻai a hoʻopaʻa i kēia waiwai. ʻO kēia ka nui o ka ʻaila i hoʻohana ʻia.o. E hoʻopiha i ka nui o ke koena o ka syringe me ka ʻaila. E hoʻohui i nā wai ʻelua me kahi uea a hiki i ka loaʻa ʻana o kahi hopena homogeneous a hoʻopaʻa pololei i ka syringe i kēlā me kēia paʻa.
A laila e ninini i ka wai mahana i loko o ke kīʻaha i 0,5-1 cm kona hohonu. Huki mākou i ka ʻili pepa ma ka ʻili o ka wai i nā manawa he nui e hoʻomaʻemaʻe i ka ʻili o ka pollen.
ʻOhi mākou i kahi hui liʻiliʻi o ka aila a me ka ʻaila i loko o ka dropper a hoʻokuʻu i ka dropper ma waena o ka moku me ka wai. E kaomi mālie i ka holoi ʻana, hāʻule mākou i kahi kulu liʻiliʻi ma luna o ka ʻili o ka wai. ʻO kahi kulu o ka hui ʻana o ka aila a me ka ʻaila e laha ākea ma nā ʻaoʻao āpau ma luna o ka ʻili o ka wai a hana i kahi ʻāpana lahilahi me ka mānoanoa e like me hoʻokahi anawaena pōpō ma lalo o nā kūlana maikaʻi loa - ka mea i kapa ʻia. papa monomolecular. Ma hope o kekahi manawa, maʻamau he mau minuke, e hoʻoheheʻe ʻia ka ʻaila (e hoʻolōʻihi ʻia e ka piʻi ʻana o ka mahana o ka wai), e waiho ana i kahi papa ʻaila monomolecular ma ka ʻili (Fig. 2). ʻO ka papa hopena i loaʻa i ke ʻano o kahi pōʻai me ke anawaena o kekahi mau kenimika a ʻoi aku paha.
Laiki. 2. Papa monomolecular o ka aila ma ka ili wai
m - pelvis, c - wai, o - aila, D - anawaena hoʻokumu, d - mānoanoa hana
(ka nui o ka aila)
Hoʻomālamalama mākou i ka ʻili o ka wai ma ke kuhikuhi ʻana i kahi kukuna kukui mai kahi kukui uila ma luna ona. Ma muli o kēia, ʻike ʻia nā palena o ka papa. Hiki iā mākou ke hoʻoholo maʻalahi i kona anawaena D mai kahi lula i paʻa ma luna pono o ka ʻili o ka wai. Ke ʻike nei i kēia anawaena, hiki iā mākou ke helu i ka ʻāpana o ka papa S me ka hoʻohana ʻana i ke ʻano no ka ʻāpana o kahi pōʻai.
Inā mākou i ʻike i ka nui o ka aila V1 i loko o ka hāʻule hāʻule, a laila hiki ke helu maʻalahi ke anawaena o ka ʻaila mole d, me ka manaʻo ua heheʻe ka ʻaila a hana i kahi papa me kahi ʻili S, ʻo ia hoʻi:
Ma hope o ka hoʻohālikelike ʻana i nā kumu (1) a me (2) a me kahi hoʻololi maʻalahi, loaʻa iā mākou kahi ʻano e hiki ai iā mākou ke helu i ka nui o kahi ʻaila ʻaila:
ʻO ka maʻalahi, akā ʻaʻole ke ala pololei loa e hoʻoholo ai i ka leo V1 ʻo ka nānā ʻana i ka nui o nā kulu e hiki ke loaʻa mai ka huina o ka hui ʻana i loko o ka syringe a puʻunaue i ka nui o ka aila Vo i hoʻohana ʻia e kēia helu. No ka hana ʻana i kēia, hōʻiliʻili mākou i ka hui ʻana i loko o kahi pipette a hana i nā droplets, e hoʻāʻo ana e hoʻolilo iā lākou i ka nui like me ka wā i hāʻule ai i ka ʻili o ka wai. Hana mākou i kēia a hiki i ka pau ʻana o ka hui ʻana.
ʻO ke ala pololei, akā ʻoi aku ka lōʻihi o ka manawa, ʻo ia ka hoʻoheheʻe pinepine ʻana i kahi kulu o ka ʻaila ma ka ʻili o ka wai, e loaʻa i kahi papa monomolecular o ka ʻaila a ana i kona anawaena. ʻOiaʻiʻo, ma mua o ka hana ʻia ʻana o kēlā me kēia papa, pono e ninini ʻia ka wai a me ka ʻaila i hoʻohana mua ʻia mai ke kīʻaha a ninini maʻemaʻe. Mai nā ana i loaʻa, ua helu ʻia ka helu helu.
Ke hoʻololi nei i nā waiwai i loaʻa i loko o ke kumu (3), mai poina e hoʻololi i nā ʻāpana a hōʻike i ka ʻōlelo i nā mika (m) a me V.1 i nā mika cubic (m3). E kiʻi i ka nui o nā ʻāpana i nā mika. E pili ana kēia nui i ke ʻano o ka ʻaila i hoʻohana ʻia. He hewa paha ka hopena ma muli o nā manaʻo maʻalahi i hana ʻia, ʻoiai no ka mea ʻaʻole monomolecular ka papa a ʻaʻole like ka nui o ka droplet. He mea maʻalahi ka ʻike ʻana i ka loaʻa ʻole o kahi papa monomolecular e alakaʻi i kahi overestimation o ka waiwai o d. ʻO nā nui maʻamau o nā ʻāpana aila aia i ka laulā o 10-8-10-9 m. Poka 10-9 m ua kapaia nanometer a hoʻohana pinepine ʻia i loko o ke kahua booming i ʻike ʻia he ʻenehana nano.
"Nalo" ka nui o ka wai
Laiki. 3. ʻO ka hoʻolālā ʻana o ka moku hoʻāʻo wai shrinkage;
g - aniani, paipu plastik, p - poxylin, l - ruler,
t - lipine aniani
ʻO nā hoʻokolohua ʻelua ma hope nei e ʻae iā mākou e hoʻoholo he ʻokoʻa nā ʻano a me nā nui o nā molekala o nā kino like ʻole. No ka hana mua, e ʻoki i ʻelua ʻāpana o ka paipu plastik alohilohi, 1-2 knm ke anawaena o loko a me 30 knm ka lōʻihi. . 3). E pani i nā wēlau haʻahaʻa o nā paipu me nā pulu poxylin. E hoʻopaʻa i nā lula ʻelua me nā hoses i hoʻopaʻa ʻia i kahi kūlana kū. E ninini i ka wai i loko o kekahi o nā paipu e hana i ke kolamu ma kahi o ka hapalua o ka lōʻihi o ka hose, e ʻōlelo ʻo 14 cm. E ninini i ka nui o ka ethyl alcohol i loko o ka lua hoʻāʻo.
Ke nīnau nei mākou, he aha ke kiʻekiʻe o ke kolamu o ka hui ʻana o nā wai ʻelua? E ho'āʻo kākou e loaʻa kahi pane iā lākou ma ka hoʻokolohua. E ninini i ka waiʻona i loko o ka paipu wai a e ana koke i ka pae kiʻekiʻe o ka wai. Hōʻailona mākou i kēia pae me kahi māka wai ʻole ma ka hose. A laila hoʻohui i nā wai ʻelua me kahi uwea a nānā hou i ka pae. He aha kā mākou e ʻike ai? ʻIke ʻia ua emi kēia pae, ʻo ia hoʻi. ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka hui ʻana ma mua o ka huina o ka nui o nā mea i hoʻohana ʻia e hana ai. Kapa ʻia kēia ʻano ʻano ka ʻokiʻoki o ka nui o ka wai. ʻO ka hoʻemi ʻana i ka leo maʻamau he hapa hapa.
Hōʻike hoʻohālike
No ka wehewehe ʻana i ka hopena kaomi, e hana mākou i kahi hoʻokolohua hoʻohālike. E hōʻike ʻia nā molekele waiʻona i kēia hoʻokolohua e nā hua pī, a ʻo nā molekala wai he ʻanoʻano poppy. E ninini i ka peas nui ma kahi o 0,4 m ke kiʻekiʻe i loko o ka ipu mua, haiki, akaka, no ka laʻana, kahi pahu kiʻekiʻe. A laila, ninini mākou i nā hua poppy i loko o kahi ipu me ka pī a hoʻohana i kahi lula e ana i ke kiʻekiʻe i hiki i ka pae kiʻekiʻe o ka palaoa. Hōʻailona mākou i kēia pae me kahi marker a i ʻole kahi lāʻau lapaʻau lāʻau ma ka moku (kiʻi 1b). E pani i ka ipu a lulu i kekahi mau manawa. Hoʻokomo mākou iā lākou i ke poʻo a nānā i ke kiʻekiʻe o ka pae kiʻekiʻe o ka hui palaoa i kēia manawa. ʻIke ʻia he haʻahaʻa ma mua o ka hui ʻana (kiʻi 1c).
Ua hōʻike ka hoʻokolohua ma hope o ka hui ʻana, ua hoʻopiha nā hua poppy liʻiliʻi i nā wahi ākea ma waena o nā pī, a ʻo ka hopena i emi iho ai ka nui o ka nui i noho ʻia e ka hui. Hiki ke ʻano like i ka hui ʻana i ka wai me ka waiʻona a me nā wai ʻē aʻe. Hele mai ko lākou mau mole ma nā ʻano nui a me nā ʻano like ʻole. ʻO ka hopena, hoʻopiha nā mea liʻiliʻi i nā āpau ma waena o nā ʻāpana nui a hoʻemi ʻia ka nui o ka wai.
Kiʻi 1. ʻO nā pae aʻe o ke aʻo ʻana i ke kumu hoʻohālikelike:
a) nā pīni a me nā hua poppy i nā moku ʻokoʻa,
b) nā hua ma hope o ka hoʻokahe ʻana, c) ka emi ʻana o ka nui o nā hua ma hope o ka hui ʻana
Nā hopena o kēia wā
I kēia lā, ua ʻike maopopo ʻia ʻo nā kino a puni mākou i hana ʻia i nā molekala, a ʻo ia mau mea, ua hana ʻia i nā ʻātoma. ʻO nā molekala a me nā ʻātoma i ka neʻe mau ʻana, ʻo ka wikiwiki e pili ana i ka mahana. Mahalo i nā microscopes hou, ʻoi aku ka scanning tunneling microscope (STM), hiki ke nānā ʻia nā ʻātoma pākahi. Aia kekahi mau hana i ʻike ʻia e hoʻohana ana i kahi microscope atomic force (AFM-), e hiki ai iā ʻoe ke neʻe pololei i nā ʻātoma pākahi a hoʻohui iā lākou i nā ʻōnaehana i kapa ʻia. nanostructures. Loaʻa i ka hopena koʻikoʻi nā hopena kūpono. Pono mākou e noʻonoʻo i kēia i ke koho ʻana i ka nui o kekahi mau wai e pono ai e loaʻa kahi hui o ka nui e pono ai. Pono ʻoe e noʻonoʻo, incl. i ka hana ʻana i nā vodkas, ʻo ia hoʻi, e like me kāu e ʻike ai, he hui ʻia o ka nui o ka ethyl alcohol (waiʻona) a me ka wai, no ka mea, ʻoi aku ka liʻiliʻi o ka nui o ka inu i ka hopena o ka nui o nā mea ʻai.
