تماشای جریان طلا از میان شپش‌های چوب، چرا قطرات آب می‌توانند لوله‌های نشتی را ببندند

تماشای جریان طلا از میان شپش‌های چوب، چرا قطرات آب می‌توانند لوله‌های نشتی را ببندند

تمبر زمان: 14 آوریل 2023، 12:44 بعد از ظهر

چوبی
گلدباگ: شپش چوب معمولی چگونگی جذب فلزات از محیط توسط موجودات زنده را روشن کرده است. (با احترام: Andrawaag/CC BY-SA 4.0)

وقتی بچه بودم، به یاد می‌آورم که مجذوب شپش‌های چوب بودم، بعضی از آن‌ها در صورت تهدید به توپ‌های زره‌دار و به اندازه نخود تبدیل می‌شوند. من در کانادا بزرگ شدم، و یکی از چیزهایی که وقتی به بریتانیا نقل مکان کردم متوجه شدم این است که شپش‌های چوبی بریتانیایی قبل از جمع شدن بیشتر از پسرعموهای حساس‌تر کانادایی خود تحریک می‌شوند.

مشخص شد که شپش‌های چوب به دانشمندان کمک می‌کنند تا روش جدیدی برای نظارت بر حضور نانوذرات فلزی در محیط ایجاد کنند. ولفگانگ لانگبین و همکارانش در دانشگاه کاردیف بررسی کرده‌اند که چگونه شپش‌های چوب نانوذرات طلا را جذب می‌کنند و چگونه کریستال‌های فلزی در بدن‌های کوچک آنها حرکت می‌کنند.

برای انجام این کار، تیم از یک تکنیک جدید به نام میکروسکوپ اختلاط چهار موجی استفاده کرد. این کار با شلیک پالس های نور به شپش چوب - نوری که نانوذرات طلا جذب می کند - کار می کند.

لانگبین توضیح می‌دهد: «با تعیین دقیق سرنوشت تک تک نانوذرات طلا در هپاتوپانکراس شپش‌های چوب، می‌توانیم درک بهتری از نحوه جداسازی و واکنش این موجودات به فلزات وارد شده از محیط به دست آوریم.»

تشخیص محیطی

این تحقیق علاوه بر افزایش درک ما در مورد چگونگی جذب مواد سمی بالقوه توسط موجودات زنده، می‌تواند به توسعه کاربردهای پزشکی جدید از نانوذرات و تکنیک‌هایی برای تشخیص نانوذرات در محیط منجر شود. تحقیق در شرح داده شده است نامه فیزیک کاربردی.

آب یک ماده واقعا شگفت انگیز است و به نظر می رسد منبعی بی پایان از اکتشافات علمی شگفت انگیز است. آخرین مورد شامل توانایی شناخته شده آب برای مهر و موم کردن سوراخ در یک لوله نشتی است.  کاترین جنسن در کالج ویلیامز در ماساچوست و همکارانش به یک اثر کنجکاو و درک نادرست نگاه کردند - اینکه یک سوراخ کوچک در یک لوله عمودی می‌تواند توسط آبی که از آن بیرون می‌ریزد مهر و موم شود. این امر حتی زمانی اتفاق می افتد که اختلاف فشار وجود داشته باشد که می تواند آب را از لوله خارج کند.

درب و درب

این تیم یک سوراخ 0.8 میلی‌متری در لوله‌ای پر از آب حفر کردند و با استفاده از دوربینی با سرعت بالا آنچه را که اتفاق افتاد مشاهده کردند. با کاهش ارتفاع ستون آب در بالای سوراخ، فشار وارده بر سوراخ نیز کاهش یافت. در نتیجه، آب فراری از جریان مداوم به قطرات قطره‌ای تبدیل شد. پس از خروج حدود 15 قطره از لوله، قطره بعدی باقی ماند - به طور موثر سوراخ را مسدود کرد.

این تیم این اثر را بر حسب کشش سطحی قطره مدل‌سازی کرد، اما در توصیف مشاهدات آنها کار چندان خوبی انجام نداد. سپس، با الهام از حرکات لرزشی قطرات به دام افتاده، آنها این قطره را به عنوان یک سیستم جرم و فنر توصیف کردند. این مدل در توصیف مشاهدات تیم بسیار بهتر بود - و بینش های بیشتری را در مورد یکی دیگر از ویژگی های شگفت انگیز آب ارائه می دهد.

تیم جنسن یافته های خود را در a پیش چاپ بر روی مانند: arXiv و شما می توانید اطلاعات بیشتری در مورد تحقیق در یک مقاله در فیزیک توسط راشل برکوویتز

تمبر زمان:

بیشتر از دنیای فیزیک