تتوهج هذه الصخرة الغريبة بشكل طبيعي في الظلام ، والآن اكتشف العلماء كيف

تتوهج هذه الصخرة الغريبة بشكل طبيعي في الظلام ، والآن اكتشف العلماء كيف

توهج الهكمانيت المعدني (أو ضعيف سوداليت) هي ظاهرة طبيعية رائعة لطالما كانت لغزا للعلماء – حتى لو كنا الآن قادرين على هندسة المواد الاصطناعية التي تتوهج في الظلام بشكل أكثر فعالية من أي شيء في الطبيعة.

وصف الجيولوجيون المعدن لأول مرة في القرن التاسع عشر ، وكانوا مفتونين بميله إلى توهج لون وردي فاتح بهدوء عند كسره أو وضعه في الظلام ويفقده في الضوء. من شأن البحث اللاحق أن يضيق نطاق الكيمياء الكامنة وراء هذه الخاصية ، لكن الطبيعة الدقيقة للتفاعل أثبتت أنها بعيدة المنال.

تحدد دراسة جديدة الآن كيفية احتفاظ أنواع معينة من الهاكمانا ببعض من توهجها أثناء انتقالها من الإعدادات الساطعة إلى المظلمة. المفتاح هو التفاعل الدقيق بين الشوائب الطبيعية للمعدن ، والتي تحددها كيفية تكوينها.

https://www.youtube.com/watch؟v=stDh8GDkEYc

سيساعد الحصول على فهم أفضل لكيفية إصدار الهاكمانايت اللمعان الأبيض في الظروف المظلمة العلماء على تطوير مواد اصطناعية خاصة بنا قادرة على التوهج في الظلام دون أي مصدر للطاقة ، كما هو الحال في علامة خروج الطوارئ ، على سبيل المثال.

“لقد أجرينا الكثير من الأبحاث على الهاكمانات الاصطناعية وتمكنا من تطوير مادة ذات توهج أطول بشكل واضح من تلك الموجودة في الهاكمانايت الطبيعي ،” تقول كيميائية المواد إيزابيلا نوربو من جامعة توركو في فنلندا.

“ومع ذلك ، فإن الظروف التي تؤثر على اللمعان غير واضحة حتى الآن.”

تمت دراسة مجموعة من البيانات التجريبية والحسابية لتحديد أن تركيزات وتوازن الكبريت والبوتاسيوم والتيتانيوم والحديد كانت أكثر أهمية عندما يتعلق الأمر بالوهج اللاحق المنبعث من الهاكمانايت.

على وجه الخصوص ، وجد أن التيتانيوم هو العنصر المتوهج بالفعل ، حيث يتم تشغيل التوهج نفسه عن طريق نقل الإلكترون.

READ  بعد رحلة دامت مليون عام ، انفجر نيزك فوق سيراكيوز في عام 2020

ومع ذلك ، فإن تركيزات التيتانيوم وحدها لا تكفي لخلق اللمعان ، حيث يتطلب المزيج الصحيح من العناصر الأخرى أيضًا.

يقول الباحثون إنه يمكن تحسين المواد الاصطناعية وجعلها أكثر كفاءة وموثوقية من خلال هذه الأنواع من الدراسات – حتى لو كانت الطبيعة غير قادرة على مطابقة قوة التوهجات التي يمكن هندستها في المختبر.

“المواد المستخدمة في الوقت الحالي كلها اصطناعية ، وعلى سبيل المثال ، تحصل المادة ذات الوهج الأخضر المألوف على وهجها من عنصر يسمى europium ،” يقول كيميائي المواد ميكا لاستوسااريمن جامعة توركو.

“تكمن الصعوبة في هذا النوع من المواد في أنه على الرغم من إمكانية إضافة العنصر المطلوب الذي ينبعث منه اللمعان ، إلا أنه لا يمكن التنبؤ بخصائص التوهج اللاحق.”

تم استخدام عينات من الهاكمانايت من غرينلاند وكندا وأفغانستان وباكستان في الدراسة ، مع فريق دولي من الكيميائيين وعلماء المعادن والجيولوجيين والفيزيائيين والإحصائيين وغيرهم من العلماء المشاركين في العمل على ما كان يحدث بالضبط مع توهج الهاكمانا.

يكمن جزء من اللغز في سبب إظهار بعض الهاكرمان توهجًا والبعض الآخر لا يظهره ، ولكن من خلال مقارنة دقيقة للعينات المختلفة ، تمكن الفريق من تحديد المزيج المطلوب من اللون البرتقالي تلألؤ ضوئي (تحويل الفوتونات الممتصة إلى ضوء) ، أزرق ثابت التلألؤ (ينبعث منها ضوء بدون تدفئة) ، وأرجواني الفوتوكرومية (شكل من أشكال التحول الكيميائي الناجم عن الإشعاع الكهرومغناطيسي).

إنه مزيج معقد من العناصر الطبيعية والتفاعلات الكيميائية ، ولكن النتيجة يجب أن تكون مواد اصطناعية أفضل يمكنها أن تتطابق مع هذه الأنواع من التوهجات. فيما يتعلق بعلم المواد ، من المهم ليس فقط مدى سطوع اللمعان ولكن أيضًا كم من الوقت يستمر.

READ  يتنبأ الذكاء الاصطناعي بشكل كل بروتين معروف في العلوم تقريبًا

“بهذه النتائج ، حصلنا على معلومات قيمة عن الظروف التي تؤثر على توهج الهاكمانيين ،” يقول Lastusaari.

“على الرغم من أن الطبيعة ، في هذه الحالة ، لم تكن قادرة على تكوين مادة ذات توهج فعال كما هو الحال في المواد الاصطناعية ، فقد ساعدت الطبيعة بشكل كبير في تطوير مواد متوهجة أكثر فاعلية بشكل متزايد.”

تم نشر البحث في كيمياء المواد.

Leave a Reply

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *