کربن مایع با استفاده از لیزر الکترون

0

کربن مایع با استفاده از لیزر الکترون

کربن مایع با استفاده از لیزر الکترون از دوده معمولی گرفته تا الماس های گرانبها ، کربن در بسیاری از چهره ها آشنا است ، اما در مورد ماده مایع از کربن چیزی کمتر از آن وجود دارد. محققان اکنون نه تنها یک نمونه کربن مایع تولید کرده اند ، بلکه ساختار آن را مشخص کرده اند ، و بازآرایی مجدد سریع پیوند الکترون و مختصات اتمی را که با ذوب شدن نمونه های کربن آنها صورت می گیرد ، ردیابی می کنند. امیلیانو پرنسی ، محقق اصلی این پروژه ، می گوید: “تا آنجا که من می دانم ، این سریعترین انتقال ساختاری در ماده چگال است.”

دانشکده ها : این کار برخی از شکافهای نمودار فاز عنصر را پر می کند – طرحی از مراحل آن در دما و فشارهای مختلف. علیرغم فراگیر شدن کربن و علاقه ای که به بسیاری از جنبه های علمی – از سنسورها و سلول های خورشیدی گرفته تا محاسبات کوانتومی و سیستم های محافظت از موشک های فضایی – به دست می آورد ، اما دانش نمودار فاز آن هنوز ناچیز است. به طور معمول ، به محض اینکه کربن جامد نتواند گرما را تحمل کند ، به گاز تبدیل می شود. برای سایر مواد ، محققان می توانند سلولهای فشار قوی را برای جلوگیری از انبساط مستقیم نمونه در گاز در دمای بالا ثبت کنند ، اما اینها معمولاً الماس هستند ، دقیقاً عنصری که برای ذوب شدن شرایط طراحی شده است.

در عوض ، Principi ، Claudio Masciovecchio و تیم آنها با استفاده از سیستم FERMI femtosecond-probe probe برای رسوب یک بار با انرژی زیاد از لیزر پمپ به یک نمونه کربن بی شکل و سپس طیف جذب اشعه X توسط نمونه صدها ثانیه فمتو ثانیه را اندازه گیری کردند با یک پالس FEL لیزر پروب. اگرچه مطالعات قبلی در مورد کربن مایع با استفاده از لیزر گرم شده است ، این اولین موردی است که از پالس های لیزر با طول موج و وضوح زمانی کافی کوتاه برای تشخیص ساختار نمونه در مقیاس زمانی پویایی سیستم استفاده می کند.

پیچیده

آنچه محققان مشاهده کردند تغییر متمایز پیوند و آرایش اتمی بود. کربن بی شکل تحت سلطه نوع پیوند الکترونیکی موجود در گرافیت و گرافن است که به عنوان sp ۲ توصیف شده است ، جایی که هر اتم کربن به سه دیگر پیوند می خورد و صفحاتی از اتم های کربن را که به شدت با هم تعامل دارند تشکیل می دهد. با برخورد لیزر به نمونه ، این پیوند به sp ۱ تغییر یافت، جایی که هر کربن فقط به دو کربن دیگر پیوند می خورد و رشته هایی از اتم های کربن را تشکیل می دهد. Principi می گوید: “این از نظر من واقعاً جذاب است” ، در حالی که توضیح می دهد که در آن زمان ، هیچ وقت برای حرارتی شدن با استفاده از تلفنها وجود ندارد ، بنابراین تنظیم آرایشهای اتمی از صفحه به رشته ها بلافاصله از تغییرات پتانسیل الکترواستاتیک ناشی می شود از پیوند اصلاح شده Masciovecchio ، رئیس برنامه های علمی FERMI ، می افزاید: “ما هرگز چنین انتقال سریع را ندیده ایم.”

این آزمایشات با مجموعه ای از محاسبات اولیه پویایی سیستم توسط همکاران مارتین گارسیا و سرگئی کریلو در دانشگاه کاسل در آلمان انجام می شود. آنها توافق بسیار خوبی بین محاسبات و آزمایشات پیدا کردند ، که “بسیار نادر است” ، همانطور که Principi اشاره کرد ، “به خصوص در این کلاس آزمایشات”. آنها با این کار نظری توانستند دمای بدست آمده از فرآیند (۱۴۲۰۰ کیلوگرم عظیم) و قدرت برهم کنش بین الکترونها و تلفنها را در سیستم کربن برانگیخته – ۱۷ × ۱۰ ۱۸ Wm -۳ K -۱ مشخص کنند.. تعیین این پارامتر که مقدار مقاومت متقابل الکترون – فونون در مواد را تعیین کند بسیار سخت است و ممکن است برای شبیه سازی های آینده ارزشمند باشد.

کوتاه و شیرین

الکترونهای هسته موجود در کربن در طول موج ۴ نانومتر جذب می شوند ، به همین دلیل آزمایشات قبلی با استفاده از لیزرهای رومیزی که در طول موجهای مرئی کار می کنند فقط قادر به اندازه گیری شدت بازتاب شده بودند. از آنجا که آزمایشات باعث تولید یک پلاسما می شود ، که باعث افزایش بازتابندگی می شود ، نمونه در این اندازه گیری ها مات باقی می ماند. FERMI FEL می تواند از پالس های لیزر با سرعت ۴ نانومتر استفاده کند ، بنابراین محققان می توانند طیف های جذب الکترونهای هسته را اندازه گیری کرده و ایده روشنی از تأثیر ساختار و پیوند توسط پالس پمپ بدست آورند. Masciovecchio هنگام توصیف مزیت کار با جذب اشعه X در جایی که الکترون ها تحریک می شوند ، و برخلاف طیف بازتاب ، می گوید: “وقتی الکترون را به داخل پیوستار بیاورید ، الکترون شروع به دیدن آنچه در اطراف آن می گذرد خواهد کرد.” . “آی تی’

تنظیمات در FERMI همچنین یک مزیت اساسی برای وضوح زمانی دارد. لیزر الکترونی آزاد از یک دسته الکترون شتاب گرفته تا سرعت نسبی ، تابش ایجاد می کند. فعل و انفعالات بین دسته الکترون و وولاتورها – یک سری دوره ای از آهن ربا های دو قطبی – سپس تابش را تقویت می کنند ، و یک منبع لیزر بسیار روشن تولید می کنند. در FERMI ، یک لیزر روی میز لیزر الکترون آزاد را بذر می زند و این به محققان امکان می دهد تا پالس پمپ و کاوشگر را در ۷ ثانیه ثانیه در مقایسه با حدود ۲۰۰ فمت ثانیه برای سایر امکانات لیزر الکترون آزاد همگام سازی کنند . این دقت زمان بندی به دلیل وجود کوتاه آن در بررسی کربن مایع کلیدی است – در ۳۰۰ فیم ثانیه ، نمونه شروع به گرم شدن و تبدیل شدن به گاز می کند. پرنسپی می افزاید: “مهمانی بعد از نیمی از پیک ثانیه تمام شده است.”

نتایج برخی از شکاف های نمودار فاز کربن را پر می کند. درک اینکه سیستم های مبتنی بر کربن در دما و فشارهای شدید چگونه رفتار می کنند ، می تواند برای اخترفیزیک مفید باشد ، مانند مطالعه در سیارات فراخورشیدی مبتنی بر کربن که اخیراً مشاهده شده است. در کارهای آینده ، Principi و همکارانش ممکن است رویکرد یکسانی را برای مطالعه سایر آلوتروپهای کربن برای دیدن اثرات مختلف تراکم شروع و همچنین مطالعه سایر عناصر به طور کامل مانند سیلیکون یا آهن اعمال کنند.

آیا می توانید کربن را مایع کنید؟

مارک – خوب ، یک شکل مایع از کربن وجود دارد ، اما بسیار غیر معمول است. … اگر شما می خواهید آن را به یک مایع، شما باید آن را تحت فشار باور نکردنی در حالی شما دوباره در واقع آن را تا حرارت که بسیار. بنابراین، آن را تنها تحت بسیار، شرایط بسیار شدید است که شما می توانید مجبور کربن به یک مایع است.

 

کربن مایع چه رنگی است؟

کربن مایع فلزی است مگر اینکه فشار خیلی کم باشد – بنابراین عایق است. فرم فلزی باید مانند اکثر فلزات ظاهر شود : نقره ای رنگ.
 

کربن مایع در چه دمایی است؟

این یک گاز بی رنگ و بدون بو است (با غلظت زیاد بوی کمی تند). حالت مایع: دی اکسید کربن می تواند به عنوان مایعی در زیر دمای بحرانی ۳۱ درجه سانتیگراد و بالاتر از نقطه سه گانه با دمای -۵۶٫۶ درجه سانتیگراد و ۴٫۱۸ نوار سنج وجود داشته باشد ، همچنین به نمودار PT مراجعه کنید.

co2 به چه PSI تبدیل به مایع می شود؟ 

۵٫۲ بار
 
حالات فیزیکی دی اکسید کربن ، که به فشار و دما بستگی دارند ، توجه ویژه ای دارند: در فشار اتمسفر ، CO2 گاز است. در دمای بین ۵۶/۶ تا + ۱/۳۱ درجه سانتیگراد و فشارهای حداقل ۵٫۲ بار ، CO2 می تواند به صورت مایع وجود داشته باشد .

شکل مایع دی اکسید کربن چیست؟

دی اکسید کربن در فشارهای کمتر از ۵٫۱ اتمسفر حالت مایع ندارد . در ۱ اتمسفر در دمای زیر −۷۸ درجه سانتی گراد جامد است. در حالت جامد ، دی اکسید کربن را معمولاً یخ خشک می نامند. CO ۲ یک اکسید اسیدی است: یک محلول آبی ، تورق را از آبی به صورتی تبدیل می کند.

co2 مایع برای چه استفاده می شود؟

عامل خنک کننده: از CO2 مایع به عنوان عامل خنک کننده برودتی مهم استفاده می شود. این ماده به طور مستقیم به عنوان نگهدارنده غذا و در موارد خنک کننده در مواردی که غذا را در دمای ثابت نگهداری می کند ، استفاده می شود. در حمل و نقل بستنی از دی اکسید کربن مایع نیز استفاده می شود .
 

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.