ห้าขั้นตอนที่แตกต่างกันของส่วนผสมของคอลลอยด์-โพลิเมอร์สามารถอยู่ร่วมกันได้ในเวลาเดียวกัน ซึ่งขัดต่อกฎของเฟส อายุ 150 ปี ซึ่งระบุว่าเป็นไปได้เพียงสามเฟสพร้อมกันเท่านั้น ผลลัพธ์ที่นักวิจัยในฝรั่งเศสและเนเธอร์แลนด์ได้รับโดยใช้แบบจำลองพีชคณิตสำหรับอุณหพลศาสตร์ของสารผสมแท่งไบนารี-พอลิเมอร์ สามารถช่วยให้เราเข้าใจการเปลี่ยนเฟสในระบบที่ซับซ้อนมากขึ้น
โดยอาจนำ
ไปใช้ในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่น การแปรรูปอาหารและการผลิตสี . นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันเป็นผู้ก่อตั้งเทอร์โมไดนามิกส์สมัยใหม่และเคมีเชิงฟิสิกส์สมัยใหม่ กฎของเฟสซึ่งเขาได้รับในปี 1870 กำหนดจำนวนสูงสุดของเฟสต่างๆ ที่สามารถมีอยู่พร้อมกันในสารหรือส่วนผสมของสาร สำหรับสารบริสุทธิ์
กฎของเฟสของกิ๊บส์ทำนายได้สูงสุดสามเฟส ตัวอย่างที่รู้จักกันดีคือน้ำซึ่งสามารถอยู่ร่วมกันเป็นของเหลว ของแข็ง และก๊าซได้ ณ จุดสามจุดที่เรียกว่า ผลการจัดกลุ่มในงานใหม่นี้ ทีมงานได้จำลองพฤติกรรมของส่วนผสมคอลลอยด์ของอนุภาค 2 ชนิด ได้แก่ แท่งและโพลิเมอร์ ซึ่งกระจายตัว
อยู่ในตัวทำละลายพื้นหลัง ในการคำนวณ พวกเขาแสดงแท่งเป็นทรงกลมแข็งและโพลิเมอร์เป็นทรงกลมที่ทับซ้อนกันได้อย่างอิสระ“ระบบสามารถเพิ่มพื้นที่ว่างสำหรับโซ่โพลิเมอร์ได้โดยการรวมกลุ่มแท่งเข้าด้วยกัน” “สิ่งนี้ส่งผลให้เกิดการแยกเฟสในส่วนผสมออกเป็นสองเฟส (หรือมากกว่า)
ซึ่งมีเฟสที่แท่งถูกทำให้สมบูรณ์และอีกอันที่มีโพลิเมอร์เป็นส่วนใหญ่”เมื่อการเกาะกลุ่มเกิดขึ้น แท่งที่หนักกว่าจะจมลงไปที่ด้านล่างของส่วนผสม ซึ่งนำไปสู่การแยกออกจากกัน ในที่สุด ส่วนล่างของส่วนผสมจะแน่นมากจนแท่งไม้เข้ารับตำแหน่งพิเศษเพื่อให้พวกมัน “ขวางทางกันน้อยลง”
จึงวางเรียงติดกันอย่างเรียบร้อยจุดห้าจุดปรากฏขึ้น นักวิจัยได้พัฒนาทฤษฎีเชิงปริมาณเพื่อสร้างแผนภาพเฟสที่สมบูรณ์สำหรับส่วนผสมของแท่งและโพลิเมอร์จากแบบจำลองก่อนหน้านี้สำหรับการกระจายตัวของแท่งบริสุทธิ์และของผสมโพลิเมอร์แบบดิสก์ ตามการคำนวณของสมาชิกในทีมระยะต่างๆ
มากถึงห้า
ระยะจะปรากฏในระบบภายใต้เงื่อนไขเฉพาะที่ “จุดควินทูเพิล” นี้ ความเป็นไปได้คือเฟสก๊าซไอโซโทรปิกที่มีแท่งไม่เรียงตัวที่ด้านบน เฟสคริสตัลเหลว ที่มีแท่งชี้ไปในทิศทางเดียวกันโดยประมาณ เฟสผลึกเหลวสเมกติกที่มีแท่งอยู่ในชั้นต่างๆ และของแข็งสองเฟสพร้อมคริสตัล “ธรรมดา” ที่ด้านล่าง
สมาชิกในทีม กล่าวว่าระบบ 5 เฟสนี้แสดงถึง “ครั้งแรกที่กฎ อันเลื่องชื่อถูกทำลาย” ความหลากหลายของเฟสเป็นไปได้ Tuinier กล่าวเสริม เนื่องจากรูปร่างของอนุภาค (โดยเฉพาะความยาวและเส้นผ่านศูนย์กลาง) ซึ่ง Gibbs ไม่ได้พิจารณา “นอกจากตัวแปรอุณหภูมิและความดันที่ทราบแล้ว
คุณยังได้รับตัวแปรเพิ่มเติมอีก 2 ตัว ได้แก่ ความยาวของอนุภาคที่สัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของมัน และเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคที่สัมพันธ์กับเส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคอื่นๆ ในสารละลาย” เขาอธิบาย . ผลลัพธ์ที่บังเอิญอย่างที่บางครั้งเกิดขึ้นในทางวิทยาศาสตร์ ผลลัพธ์ส่วนหนึ่งมาจากความโชคดี
ในขณะที่ทีมได้รับผลลัพธ์โดยใช้การจำลอง สมาชิกกล่าวว่าระบบเวอร์ชันจริงสามารถผลิตได้ง่ายในห้องปฏิบัติการ และผลการทดสอบในการทดลอง จากข้อมูลของ Vis การค้นพบของทีมสามารถช่วยพัฒนาความเข้าใจเกี่ยวกับการเปลี่ยนเฟสในระบบดังกล่าว และคาดการณ์ได้แม่นยำยิ่งขึ้น
เมื่อเกิด
การเปลี่ยนเฟส ซึ่งเป็นความรู้ที่อาจมีประโยชน์สำหรับการใช้งาน เช่น การผลิตสารผสมคอลลอยด์ที่ซับซ้อน เช่น มายองเนสหรือสี คริสตัลเหลวในจอแสดงผลก็มีประโยชน์เช่นกัน Vis กล่าวเสริม “อุตสาหกรรมส่วนใหญ่เลือกที่จะทำงานด้วยระบบเฟสเดียว ซึ่งไม่มีการแบ่งแยก” เขากล่าว
“แต่หากมีการอธิบายช่วงการเปลี่ยนผ่านอย่างชัดเจน อุตสาหกรรมก็สามารถใช้ช่วงต่างๆ เหล่านั้นแทนการหลีกเลี่ยงได้”เนื่องจากในตอนแรกนักวิจัยไม่ได้มองหามากกว่าสามขั้นตอนในการจำลองของพวกเขา ในขณะที่ศึกษาอนุภาครูปจานและโพลิเมอร์ สมาชิกในทีม มาหาฉันและถามฉันว่าเกิดอะไรขึ้น
อาศัยการกระเจิงของรังสีเอกซ์โดยอาร์เรย์ของอะตอมและโมเลกุลเป็นระยะที่ประกอบเป็นผลึกเดี่ยว รังสีเอกซ์ที่กระจัดกระจายรบกวนเพื่อสร้างรูปแบบการเลี้ยวเบนที่มีจุดจำนวนมากในตำแหน่งปกติ จุดหรือแสงสะท้อนแต่ละจุดอยู่ภายใต้กฎของแบรกก์l = 2 d sin qโดยที่lคือความยาวคลื่นรังสีเอกซ์d
คือระยะห่างระหว่างระนาบในผลึกและ 2 qคือมุมกระเจิงเทียบกับลำแสงเอกซเรย์ตกกระทบ สำหรับคริสตัลที่หมุนอย่างต่อเนื่องในลำแสงเอ็กซ์เรย์ที่มีความยาวคลื่นหนึ่งๆ จุดจะสว่างขึ้นเมื่อคริสตัลสะท้อนชั่วขณะแล้วหายไป สามารถวัดจุดเลี้ยวเบนได้ครบชุดสำหรับการหมุนคริสตัลครบ 360°
โดยการจุ่มลงในไนโตรเจนเหลวหรือโพรเพน อาจคิดว่าการขยายตัวของน้ำเมื่อแข็งตัวเป็นน้ำแข็งจะทำให้คริสตัลเสียหาย แต่สิ่งนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากอุณหภูมิลดลงเร็วพอ จากแผนกชีวฟิสิกส์ระดับโมเลกุลที่มหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟ อร์ด ในสหราชอาณาจักรเป็นผู้บุกเบิกเทคนิคเหล่านี้
ในขณะที่ไมค์ เกลเซอร์แห่งแผนกฟิสิกส์ที่อ็อกซ์ฟอร์ดได้พัฒนาเครื่องมือไนโตรเจนเหลวที่ประหยัดต่อการดำเนินการ และขณะนี้ออกวางตลาดจนถึงขณะนี้ ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุดด้วยคริสตัลขนาดเล็กมาก (น้อยกว่า 300 ไมครอน) อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่ปัญหาเนื่องจากลำแสงซินโครตรอนเอ็กซ์เรย์ที่มีความสว่างสูง
ยังคงช่วยให้สามารถรวบรวมข้อมูลที่ยอดเยี่ยมจากผลึกขนาดเล็กดังกล่าวได้ การแช่แข็งจะเปลี่ยนโครงสร้างโปรตีนเล็กน้อย และเห็นได้ชัดว่าเป็นเรื่องสำคัญที่จะต้องคำนึงถึงสิ่งนี้เมื่อใช้โครงสร้างดังกล่าวในการออกแบบยาที่จะต้องทำงานที่อุณหภูมิห้อง อย่างไรก็ตาม ภาวะแทรกซ้อนเล็กน้อยนี้
credit : สล็อตเว็บตรง100 / ดูหนังฟรี / 50รับ100
