126 өлшемдегі бензол
Жақында австралиялық ғалымдар көптен бері олардың назарын аударған химиялық молекуланы сипаттады. Зерттеу нәтижесі күн батареяларының, органикалық жарық диодтарының және бензолды қолдануды көрсететін басқа да келесі ұрпақ технологияларының жаңа конструкцияларына әсер етеді деп саналады.
бензол арендер тобынан органикалық химиялық қосылыс. Бұл ең қарапайым карбоциклді бейтарап ароматты көмірсутек. Бұл, сонымен қатар, ДНҚ, ақуыздар, ағаш және майдың құрамдас бөлігі. Химиктер бензолдың құрылымы мәселесі қосылыс оқшауланған кезден бастап қызықтырды. 1865 жылы неміс химигі Фридрих Август Кекуле бензол алты мүшелі циклогексатриен болып табылады, онда көміртек атомдары арасында бір және қос байланыстар кезектесіп отырады деген болжам жасады.
30 жылдардан бастап химиялық орталарда бензол молекуласының құрылымы туралы пікірталастар жүріп жатыр. Бұл пікірталас соңғы жылдары қосымша өзектілікке ие болды, өйткені алты сутегі атомымен байланысқан алты көміртек атомынан тұратын бензол болашақ технология саласы болып табылатын оптоэлектроника өндірісінде қолдануға болатын ең кішкентай белгілі молекула болып табылады. .
Молекуланың құрылымына қатысты қайшылық оның атомдық құрамдас бөліктері аз болғанымен, ол математикалық түрде үш немесе тіпті төрт өлшеммен (соның ішінде уақытпен) сипатталатын күйде өмір сүретіндіктен туындайды, біз тәжірибемізден белгілі. 126 өлшемге дейін.
Бұл сан қайдан шықты? Демек, молекуланы құрайтын 42 электронның әрқайсысы үш өлшемде сипатталған және оларды бөлшектердің санына көбейткенде дәл 126 шығады. Демек, бұл нақты емес, математикалық өлшемдер. Бұл күрделі және өте кішкентай жүйені өлшеу әлі күнге дейін мүмкін емес болып шықты, бұл бензолдағы электрондардың нақты әрекетін білу мүмкін емес дегенді білдіреді. Және бұл мәселе болды, өйткені бұл ақпаратсыз техникалық қолдануда молекуланың тұрақтылығын толық сипаттау мүмкін емес еді.
Енді, алайда, Сиднейдегі ARC Excellence Center of Exciton Science және Жаңа Оңтүстік Уэльс университетінің Тимоти Шмидт бастаған ғалымдар бұл жұмбақтың бетін аша алды. UNSW және CSIRO Data61 әріптестерімен бірге ол барлық толқын ұзындығы функцияларын салыстыру үшін бензол молекулаларына Voronoi Metropolis Dynamic Sampling (DVMS) деп аталатын күрделі алгоритмге негізделген әдісті қолданды. 126 өлшем. Бұл алгоритм өлшемдік кеңістікті «плиткаларға» бөлуге мүмкіндік береді, олардың әрқайсысы электрондардың позицияларының ауыстырылуына сәйкес келеді. Бұл зерттеудің нәтижелері Nature Communications журналында жарияланды.
Ғалымдар үшін ерекше қызығушылық электрондардың спинін түсіну болды. Профессор Шмидт басылымда: «Біз тапқан нәрсе өте таң қалдырды», - деп атап өтті. «Көміртегідегі айналмалы электрондар энергиясы төмен үш өлшемді конфигурацияларға қос байланысқан. Негізінде, бұл молекуланың энергиясын төмендетеді, бұл электрондардың итеріп, итерілуіне байланысты оны тұрақты етеді ». Молекуланың тұрақтылығы, өз кезегінде, техникалық қолдануда қажет сипаттама болып табылады.
Сондай-ақ, қараңыз:
