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Risolto il problema con il misterioso effetto dell'acqua

31.08.2021

Gli scienziati dello SLAC National Accelerator Laboratory presso il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, la Stanford University e l'Università di Stoccolma in Svezia hanno effettuato la prima osservazione diretta di come gli atomi di idrogeno nelle molecole d'acqua interagiscono con le molecole vicine quando eccitati dalla luce laser.

Ogni molecola d'acqua contiene un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno e una rete di legami idrogeno tra atomi di idrogeno caricati positivamente in una molecola e atomi di ossigeno caricati negativamente nelle molecole vicine tiene insieme le molecole. Una rete di legami idrogeno determina le misteriose proprietà dell'acqua, ma fino a poco tempo i ricercatori non potevano osservare direttamente gli effetti che si verificano quando le molecole d'acqua interagiscono con le loro vicine a livello atomico.

Il nuovo studio dimostra direttamente per la prima volta che la risposta di una rete di legami idrogeno a un impulso di energia dipende in modo critico dalla natura quantomeccanica del modo in cui gli atomi di idrogeno sono distribuiti nello spazio. Il problema è stato risolto con la SLAC MeV-UED, una "camera elettronica" ad alta velocità che cattura i sottili movimenti delle molecole attraverso la dispersione di un potente fascio di elettroni da un campione.

Gli scienziati hanno creato getti di acqua liquida spessi 100 nanometri e hanno fatto vibrare le molecole utilizzando la luce laser a infrarossi. Hanno quindi sparato brevi impulsi di elettroni ad alta energia alle molecole. Di conseguenza, sono state ottenute immagini ad alta risoluzione della struttura atomica mutevole delle molecole. Si è scoperto che quando una molecola d'acqua eccitata inizia a vibrare, il suo atomo di idrogeno attira gli atomi di ossigeno delle molecole d'acqua vicine prima di respingerli con nuova forza, espandendo lo spazio tra le molecole.

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Energia dallo spazio per Starship 08.05.2024

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Nuovo metodo per creare batterie potenti 08.05.2024

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Contenuto alcolico della birra calda 07.05.2024

La birra, essendo una delle bevande alcoliche più comuni, ha un gusto unico, che può cambiare a seconda della temperatura di consumo. Un nuovo studio condotto da un team internazionale di scienziati ha scoperto che la temperatura della birra ha un impatto significativo sulla percezione del gusto alcolico. Lo studio, condotto dallo scienziato dei materiali Lei Jiang, ha scoperto che a diverse temperature, le molecole di etanolo e acqua formano diversi tipi di cluster, che influenzano la percezione del gusto alcolico. A basse temperature si formano più grappoli piramidali, che riducono l'asprezza del gusto dell'"etanolo" e rendono la bevanda meno alcolica. Al contrario, con l'aumentare della temperatura, i grappoli diventano più a catena, determinando un gusto alcolico più pronunciato. Questo spiega perché il gusto di alcune bevande alcoliche, come il baijiu, può cambiare a seconda della temperatura. I dati ottenuti aprono nuove prospettive per i produttori di bevande, ... >>

Notizie casuali dall'Archivio

Transistori basati su nanotubi di carbonio 13.10.2015

Gli ingegneri dell'IBM Research Center hanno sviluppato una tecnica all'avanguardia che consente di applicare contatti elettrici su scala nanometrica ai nanotubi di carbonio senza quasi aumentare la resistenza.

Il punto chiave della tecnologia è la formazione di legami chimici tra il nanooggetto e il metallo, per il quale il molibdeno viene utilizzato come materiale di contatto. In seguito all'interazione chimica con un nanotubo semiconduttore, il metallo forma carburo di molibdeno.

Di conseguenza, gli scienziati sono riusciti per la prima volta a creare un frammento di un circuito elettrico con un contatto di 9 nanometri e una resistenza di soli 25-36 kOhm. Un tale dispositivo si è rivelato in grado di condurre una corrente di 15 microampere attraverso un solo nanotubo, che è molto di più rispetto a quando si utilizza una sezione trasversale simile in un filo di rame.

La tecnologia per creare contatti in un nanotubo a semiconduttore differisce notevolmente dai metodi tradizionali di sputtering e il suo principale vantaggio è la dimensione del pad di contatto inferiore a 10 nanometri, che è almeno 20 volte più piccola.

Il nuovo metodo sarà utile per creare promettenti computer ad alte prestazioni basati su nanotubi di carbonio, per i quali IBM prevede di presentare i transistor entro il 2020.

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