دانشمندان تنهادر۱۵۰دقیقه الماس ساختند
بهارسادات موسوی
یک جرعه ازجهان دانش
[ گزارش ازپژوهش های تازه ]
دانشمندان تنها در ۱۵۰ دقیقه الماس ساختند
میلیاردها سال صبر کردن برای ایجاد یک قطعه الماس را فراموش کنید، چرا که دانشمندان توانستهاند آن را تنها ظرف ۱۵۰ دقیقه پرورش دهند.
الماسهای طبیعی میلیاردها سال طول میکشد تا در فشارها و دمای شدید در اعماق زمین شکل بگیرند، اما شکلهای مصنوعی آن را میتوان خیلی سریعتر تولید کرد، البته معمولاً باز هم نیاز به تحت فشار شدید قرار گرفتن تا چند هفته دارند.
به گزارش اسای، اکنون یک روش جدید مبتنی بر ترکیبی از فلزات مایع میتواند یک الماس مصنوعی را در عرض چند دقیقه بدون نیاز به فشار زیاد ایجاد کند. در حالی که دمای بالا هنوز مورد نیاز است، در محدوده ۱۰۲۵ درجه سانتیگراد یک لایه الماس پیوسته ، ظرف ۱۵۰ دقیقه و در فشار یک اتمسفر تشکیل میشود. این معادل فشاری است که ما در سطح دریا احساس میکنیم و دهها هزار بار کمتر از فشاری است که معمولاً برای تولید الماس مصنوعی مورد نیاز است.
تیم پشت این رویکرد نوآورانه به سرپرستی محققان موسسه علوم پایه در کره جنوبی ، مطمئن است که این فرآیند میتواند برای ایجاد تفاوت قابل توجهی در تولید الماس مصنوعی بهینه شود.
حل کردن کربن در فلز مایع برای ساخت الماس یک روش کاملاً جدید نیست. شرکت جنرال الکتریک نیم قرن پیش فرآیند مشابهی را با استفاده از سولفید آهن مذاب توسعه داد، اما این فرآیندها همچنان به فشارهای پنج تا شش گیگاپاسکال و یک دانه الماس نیاز داشتند تا کربنها به آن بچسبد.
محققان در مقاله منتشر شده خود آوردهاند: ما روشی برای رشد الماس در فشار یک اتمسفر و در دمای متوسط با استفاده از آلیاژ فلز مایع کشف کردیم.
کاهش فشار با استفاده از مخلوطی دقیق از فلزات مایع شامل گالیم، آهن، نیکل و سیلیکون به دست آمد. یک سیستم خلاء سفارشی داخل یک محفظه گرافیتی ساخته شد تا فلز را در حالی که در معرض ترکیبی از متان و هیدروژن قرار میگیرد، به سرعت گرم و سپس خنک کند. این شرایط باعث میشود اتمهای کربنِ متان به فلز ذوب شده پخش شوند و به عنوان دانه الماس عمل کنند. تنها پس از ۱۵ دقیقه، قطعات کوچکی از بلورهای الماس از فلز مایع درست زیر سطح بیرون زدند، در حالی که گذشت دو ساعت و نیم از آغاز این فرآیند، یک نوار الماس پیوسته تولید کرد.
اگرچه غلظت کربن تشکیلدهنده بلورها تنها چند صد نانومتر است، اما محققان انتظار دارند که این فرآیند با چند ترفند بهبود یابد.
پژوهشگران میگویند: ما فکر میکنیم که اصلاحات ساده میتواند با استفاده از یک سطح یا رابط بزرگتر با پیکربندی عناصر گرمایشی برای دستیابی به منطقه رشد بالقوه بزرگتر و با توزیع کربن در منطقه رشد الماس به روشهای جدید، رشد الماس را در یک مقیاس بزرگ امکانپذیر کند.
این تغییرات زمان میبرد و تحقیقات در مورد این فرآیند هنوز در مراحل اولیه است، اما نویسندگان این مطالعه فکر میکنند این روش پتانسیل زیادی دارد و میتوان فلزات مایع دیگر را برای کسب نتایج مشابه یا حتی بهتر ترکیب کرد.
فرآیندی که در حال حاضر برای ایجاد اکثر الماسهای مصنوعی در طیف گستردهای از فرآیندهای صنعتی، الکترونیک و حتی رایانههای کوانتومی استفاده میشود، چندین روز طول میکشد و به فشار بسیار بیشتری نیاز دارد. حالا اگر این روش جدید پتانسیل خود را اثبات کند، ساخت الماس بسیار سریعتر و بسیار آسانتر خواهد شد.
محققان میگویند: رویکرد کلی استفاده از فلزات مایع میتواند رشد الماس را در سطوح مختلف تسریع کند و پیش ببرد و شاید رشد الماس را بر روی ذرات کوچک الماس تسهیل کند.
ساخت نانوگرافن پروانهای برای استفاده در حوزه کوانتوم
ساختاری به شکل پروانه از جنس گرافن ایجاد شده که میتوان از آن در حوزه کوانتومی استفاده کرد. این نانوماده در سطح مولکولی مهندسی شده است.
محققان دانشگاه ملی سنگاپور (NUS) و آکادمی علوم چک به تازگی ساختار جدیدی طراحی کردهاند که میتوان از آن برای ایجاد مواد کوانتومی کربنی نسل جدید استفاده کرد. این ساختار نانوگرافن مغناطیسی به شکل پروانهای است که در حوزه فناوریهای کوانتومی پیشرفته میتواند کاربرد داشته باشد.
نانوگرافن مغناطیسی، ساختاری کوچک از گرافن بوده که به دلیل رفتار خاص الکترونها در اتمهای کربن، خاصیت مغناطیسی قابل توجهی را نشان میدهد. با طراحی دقیق ترتیب این اتمهای کربن در مقیاس نانو، کنترل رفتار این الکترونهای منحصر به فرد حاصل میشود. این ویژگی باعث میشود نانوگرافن برای ایجاد آهنربا بسیار کوچک و ساخت بلوکهای اساسی مورد نیاز برای رایانههای کوانتومی، به نام بیتهای کوانتومی یا qubit، بسیار امیدوارکننده باشد.
ساختار منحصر به فرد گرافن مغناطیسی به شکل پروانهای که توسط محققان ایجاد شده، دارای چهار مثلث بوده که شبیه به بال پروانه است که هر یک از این بالها الکترونی π جفت نشده با خود دارند که مسوول خاصیت مغناطیسی مشاهده شده است.
پروفسور لو از محققان این پروژه میگوید: نانوگرافن مغناطیسی، یک مولکول کوچک متشکل از حلقههای بنزن به هم چسبیده است که به عنوان یک ماده کوانتومی نسل بعدی برای میزبانی چرخشهای کوانتومی جذاب است که یکی از دلایل این امر به تطبیقپذیری شیمیایی و زمان انسجام چرخش طولانی این ساختار مربوط میشود.
خصوصیات مغناطیسی نانوگرافن معمولاً از چیدمان الکترونهای ویژه آن، معروف به الکترونهای پی یا قدرت تعامل آن ها حاصل میشود. نانوگرافن همچنین نظم مغناطیسی منفرد از خود نشان میدهد، جایی که چرخشها یا در همان جهت (فرومغناطیسی) یا در جهتهای مخالف (آنتیفرومغناطیسی) صورت میگیرد.
محققان روشی را برای غلبه بر این چالشها ارائه کردند. نانوگرافن پروانهای آن ها، با هر دو خاصیت فرومغناطیسی آنتیفرومغناطیسی، با ترکیب چهار مثلث کوچکتر در مرکز یک ساختار رومبوس ایجاد میشود. نانوگرافن آن ها تقریباً ۳ نانومتری است.
برای تولید نانوگرافن پروانهای، محققان ساختارها را در ابعاد مولکولی دستکاری کرده و در خلأ به این ماده رسیدند. این رویکرد به آن ها اجازه میدهد تا ساختار نانوگرافن را در سطح اتمی مهندسی کنند.
به اعتقاد محققان اطلاعات به دست آمده از این پروژه مسیر را برای تولید مواد کوانتومی آلی نسل جدید با معماریهای چرخش کوانتومی هموار میکند.
ارسال ۱۰۰ فضاپیما توسط روسیه تا پایان ۲۰۲۴
روسیه قصد دارد تا پایان سال ۲۰۲۴ بیش از ۱۰۰ فضاپیما را به فضا پرتاب کند.براساس گزارشهای رسانههای محلی روسیه، انتظار میرود این کشور تا پایان سال جاری بیش از ۱۰۰ فضاپیما را به فضا پرتاب کند.
طبق گفته دنیس مانتوروف؛ معاون نخست وزیر روسیه، این فضاپیماها برای گسترش صورت فلکی مداری این کشور که در حال حاضر از بیش از ۲۴۰ فضاپیما تشکیل شده، در نظر گرفته شده است.
مانتوروف با بیان این که روسیه بیش از ۲۰ فضاپیما را برای تقویت صورت فلکی مداری داخلی در سال ۲۰۲۴ به فضا پرتاب کرده است، افزود: امسال در مجموع ۱۲۳ فضاپیما از جمله ۷۰ فضاپیمای کوچک به فضا پرتاب خواهد شد.
در اوایل سال جاری، یوری بوریسف، رئیس شرکت فضایی دولتی روسیه روسکوسموس، اعلام کرده بود که روسیه قصد دارد در سال ۲۰۲۴ بیش از ۴۰ پرتاب فضایی را انجام دهد.
ارسال ۱۰۰ فضاپیما توسط روسیه تا پایان ۲۰۲۴
روسیه قصد دارد تا پایان سال ۲۰۲۴ بیش از ۱۰۰ فضاپیما را به فضا پرتاب کند.براساس گزارشهای رسانههای محلی روسیه، انتظار میرود این کشور تا پایان سال جاری بیش از ۱۰۰ فضاپیما را به فضا پرتاب کند.
طبق گفته دنیس مانتوروف؛ معاون نخست وزیر روسیه، این فضاپیماها برای گسترش صورت فلکی مداری این کشور که در حال حاضر از بیش از ۲۴۰ فضاپیما تشکیل شده، در نظر گرفته شده است.
مانتوروف با بیان این که روسیه بیش از ۲۰ فضاپیما را برای تقویت صورت فلکی مداری داخلی در سال ۲۰۲۴ به فضا پرتاب کرده است، افزود: امسال در مجموع ۱۲۳ فضاپیما از جمله ۷۰ فضاپیمای کوچک به فضا پرتاب خواهد شد.
در اوایل سال جاری، یوری بوریسف، رئیس شرکت فضایی دولتی روسیه روسکوسموس، اعلام کرده بود که روسیه قصد دارد در سال ۲۰۲۴ بیش از ۴۰ پرتاب فضایی را انجام دهد.
دانشمندان فسیل بزرگترین مار تاریخ را کشف کردند
یکی از بزرگترین مارهای تاریخ ممکن است حدود ۴۷ میلیون سال پیش در اطراف جایی که اکنون هند مینامیم، خزیده باشد. دانشمندان موسسه فناوری هندی «رورکی» مجموعهای از مهرههای به خوبی حفظ شدهای را کشف کردهاند که احتمالا متعلق به یک مار غول پیکر ماقبل تاریخ است. به طرز وحشتناکی، این مطالعه نشان میدهد که این مار، که بلندتر از یک اتوبوس مدرسه بوده، احتمالا ظاهری مشابه یک آناکوندای امروزی داشته است.
در مناظر خشک کوچ(Kutch)، در غرب هند، دیرینه شناسان فسیلهای ماری باستانی را کشف کردهاند که اکنون با عنوان واسوکی ایندیکاس(Vasuki indicus) شناخته میشود. این مار نه تنها رکوردهای قبلی اندازه در نوع خود را میشکند، بلکه درک ارزشمندی در مورد حرکات موجودات ماقبل تاریخ در سراسر قارهها ارائه میدهد.
به نقل از دیلیمیل، این مار ماقبل تاریخ که محققان معتقدند حدود ۱۰۰ میلیون سال در زمین پرسه میزده، در دوره گرم ائوسن زندگی میکرده است. تخمینها بر اساس اندازه این ۲۷ فسیل از ستون فقرات نشان میدهد که طول این مار به ۱۱ تا ۱۵ متر میرسیده است. این امر واسوکی را به بزرگترین مار شناخته شده از خانواده این مارها یعنی Madtsoiidae تبدیل میکند که گروهی از مارهای ماقبل تاریخ هستند که عمدتا در مناطق گوندوانا زندگی میکردند. گوندوانا ابرقارهای است که شامل قارههای نیمکره جنوبی امروزی و شبه قاره هند میشده است.
آنچه واقعا در مورد واسوکی جذاب است، پیامدهای آن برای درک چگونگی پراکندگی حیوانات در سراسر قارهها در جهان باستان است. زمان وجود واسوکی با رویدادهای زمین شناسی مهمی از جمله برخورد شبه قاره هند با آسیا همزمان است. این رویداد احتمالا گسترش گونهها را از هند به سایر نقاط آسیا و حتی تا شمال آفریقا تسهیل کرده است.
آب و هوای گرم ائوسن میانه که تخمین زده میشود دمای متوسط آن حدود ۸۲ درجه فارنهایت(۲۷ درجه سانتیگراد) بوده باشد، ممکن است عامل کلیدی تکامل چنین مارهایی با اندازه بزرگ باشد. اندازه واسوکی و شرایط محیطی آن نشان میدهد که این خزندگان غولپیکر در مناطق گرمسیری رشد میکردند، که از اندازههای بزرگ بدن و اکوسیستم تحت سلطه آن ها پشتیبانی میکرده است.
از دیدگاه تکاملی، این مار یک گروه متمایز با سایر مارهای ماقبل تاریخ از هند و شمال آفریقا تشکیل میدهد که نشان دهنده شبکه پیچیدهای از الگوهای مهاجرت و تکامل است. این یافتهها تصورات قبلی در مورد مسیرهای پراکندگی و سازگاریهای محیطی مارهای باستانی را به چالش میکشد و نشان میدهد که اجداد واسوکی احتمالا از اتصالات زمینی استفاده میکردند که امروزه دیگر وجود ندارد.
این مطالعه همچنین ویژگیهای منحصربهفرد واسوکی، از جمله ساختار مهرههای آن را که درک عمیقتری در مورد تحرک و رفتار آن ارائه میدهد را نمایان کرد. برخلاف بسیاری از مارهای امروزی، اندازه بزرگ واسوکی نشان میدهد که احتمالا یک شکارچی کمین کننده بوده و به جای سرعت بالا یا داشتن زهر، با استفاده از ظاهر عظیم و قدرتمند طعمه را شکار میکرده است.
این کشف تنها نقطه عطفی در زمینه دیرینه شناسی نیست، بلکه دریچهای به گذشته است که نگاهی اجمالی به شرایط آب و هوایی زمین و مناظر زمینشناسی میلیونها سال قبل ارائه میدهد. همچنین بر ماهیت پویا و دائما در حال تغییر حیات بر روی زمین تأکید میکند که با تغییر قارهها و اقلیمها سازگار میشود و تحت تأثیر آن قرار میگیرد
بادبان ناسا بر فراز زمین
ناسا قصد دارد در هفته آینده یک سیستم بادبان خورشیدی را به فضا پرتاب کند تا بر فراز زمین مستقر شود و از نور خورشید برای فعالیتهای خود کمک بگیرد.
یک ماموریت ناسا که روش جدیدی را برای مسیریابی در منظومه شمسی ما آزمایش میکند، آماده است تا بادبان خود را به فضا ببرد. هدف از این کار گرفتن باد نیست، بلکه جذب کردن نیروی محرکه نور خورشید است.
به نقل از ناسا، «سیستم بادبان خورشیدی کامپوزیت پیشرفته»(ACS3) در روز سهشنبه ۲۳ آوریل بر فراز موشک «الکترون»(Electron) شرکت «راکت لب»(Rocket Lab) از «مجتمع پرتاب ۱» این شرکت واقع در شبه جزیره ماهیا در نیوزیلند پرتاب خواهد شد.
موشک الکترون، کیوبست این ماموریت را در فاصله حدود ۶۰۰ مایلی بالای زمین مستقر خواهد کرد که بیش از دو برابر فاصله «ایستگاه فضایی بینالمللی» تا زمین است. برای آزمایش عملکرد سیستم بادبان خورشیدی ناسا، فضاپیما باید در مدار بسیار بالایی باشد تا نیروی ناچیز نور خورشید را روی بادبان اعمال کند. این نیرو که تقریبا معادل وزن یک گیره کاغذی در کف دست است، میتواند بر کشش اتمسفر غلبه کند و ارتفاع خود را افزایش دهد.
پس از مرحله شلوغ اولیه پرواز که حدود دو ماه به طول میانجامد و بررسی سیستمهای فرعی را شامل میشود، کیوبست که به اندازه یک مایکروویو است، بادبان خورشیدی بازتابنده خود را به کار خواهد گرفت. این آزمایش چندهفتهای شامل یک مجموعه مانور برای نشان دادن بالا و پایین رفتن مدار است که فقط از فشار نور خورشید وارده بر بادبان استفاده میکند.
منتظر بهروزرسانیها باشید زیرا سیستم بادبان خورشیدی ناسا قصد دارد توانایی خود را برای مسیریابی در فضا، افزایش دسترسی و مأموریتهای کمهزینه به ماه، مریخ و فراتر از آن اثبات کند.
