Zorlu ortamlarda kütlenin izlenmesi, olaya dayanabilen ve örneklemeye kadar dayanabilen yedek parçacıklar gerektirir. Bilim insanları daha önce patlamalar sırasında sağlamlaştırılmış parçacık izleyicilerin hayatta kalabileceğini bildirmişti.
tarafından yapılan yeni bir çalışmada Kuzeybatı Pasifik Ulusal Laboratuvarı (PNNL) bilim insanları, zorlu koşullarda hayatta kalabilecek ve gelişebilecek sağlam izleyici parçacıklar yarattı.
Floresan boyalar ve diğer organik malzemeler, biyolojik araştırmalarda hücrelerin yerini tespit etmek ve su sızıntılarını tespit etmek için izleyici olarak sıklıkla kullanılır. Belirli durumlarda takdire şayan bir performans sergiliyorlar ancak patlamalarda malzemeyi takip etme konusunda daha az etkili oluyorlar. Onların sorunu şu: yanıyorlar.
Bu çalışmada bilim insanları, dayanıklı izleyicilerini geliştirmek için organik malzemeler kullanmak yerine inorganik malzemelere odaklandılar. kuantum noktaları.
PNNL araştırmacısı April Carman şunları söyledi: "Zor koşullarda organik malzemelerden çok daha iyi performans göstermelerine rağmen araştırma ekibinin yine de kuantum noktalarını kimyasal patlamanın aşırı koşullarından koruması gerekiyordu."
"İzleyiciyi korurken aynı zamanda ışıldayan yoğunluğunu korumanın bir yolunu bulmanın zor olduğu ortaya çıktı."
Yerel ortam, izleyicinin parlaklığını veya parlaklık yoğunluğunu önemli ölçüde etkiler. Bazı önleyici tedbirler parlaklığı azaltarak izleyicinin bulunmasını zorlaştırabilir. Bu nedenle bilim insanları, kuantum noktalarını korumak ve parlaklıklarını korumak için hidratlı silika (temel olarak suya batırılmış cam) kullanmaya karar verdiler.
PNNL ekibi tarafından oluşturulan kaplanmış izleyiciler, daha önceki silika kaplama teknikleri izleyici parlaklığını önemli ölçüde azaltmış olsa da neredeyse orijinal kuantum noktaları kadar parlaktı. Ek testler, parçacıkların çeşitli pH seviyelerine uzun süre dayanabildiğini ortaya çıkardı.
Hubbard'ın açıklaması şu şekilde: "Sonuçlarımızı gördüğümüzde özel bir şey yarattığımızı anladık."
PNNL ekibinin şansına, sentez yöntemleri, günde kilogramdan potansiyel tona kadar büyük miktarlar üretmek için tamamen ölçeklenebilir olacak şekilde tasarlandı.
Diğer PNNL araştırmacısı Michael Foxe şunları söyledi: "Sadece büyük miktarlarda izleyici yapmakla kalmıyorlar, aynı zamanda onları özelleştirebiliyorlar. "İzleyicinin boyutunu ve rengini herhangi bir spesifikliğe göre ayarlayabiliyoruz. İzleyici, takip edilen kütlenin veya malzemenin bir taklidini oluşturmak için ince ayar yapılabilir. Bir patlamanın farklı boyutlardaki parçacıkları nasıl etkilediğini görselleştirmek için farklı boyutlarda ve farklı renklerde de kullanabiliriz."
Bilim adamları ünlü, "İzleyiciler, kütleyi takip etmek ve bilim adamlarının çevresel kader ve ulaşım konusundaki anlayışlarını geliştirmek için zorlu ortamlarda konuşlandırılacak kadar sağlamdır. Petrol ve gaz rafinerileri veya jeotermal santraller gibi geleneksel izleyiciler için çok ağır koşullar altında çalışabilirler. Ayarlanabilir parametreler ve kullanımı kolay bir sistemle bu izleyiciler, zorlu ortamlarda malzeme akıbetini ve nakliyesini takip etmek için birçok potansiyel uygulamaya sahiptir."
Carman şunları söyledi: “İlk şüphelere rağmen bu projeyi sürdürmeye devam edebildiğimiz için mutluyuz. Ayrıca bizi bundan sonra nereye götüreceğini görmekten de heyecan duyuyoruz.”
Dergi Referans:
- Hubbard, L., Reed, C., Uhnak, N. ve diğerleri. Lüminesans silika mikroaglomeratları, sentezi ve çevresel testler. MRS iletişim 12, 119-123 (2022). DOI: 10.1557/s43579-022-00150-3
