Generał

Problem z temperaturą w nanoobiektach.

Problem z temperaturą w nanoobiektach.

Niektórzy badacze specjalizujący się w fizyce odkryli coś bardzo dziwnego: pojęcie temperatury nie ma sensu w najmniejszych obiektach, to znaczy w nanoobiektach.

Chociaż wiadomo, że pojęcie temperatury rozwija się w skali pojedynczych atomów, najnowsze badania wskazują na możliwość, że nie ma ono znaczenia również w przypadku większych urządzeń, takich jak nanorurki węglowe.

Nanotechnologia to nauka, która umożliwia manipulowanie materiałami złożonymi z zaledwie kilku tysięcy atomów. Na przykład nanorurki węglowe to maleńkie cylindry, które umożliwiają produkcję miniaturowych urządzeń elektronicznych.

Ortwin Hess z University of Surrey i jego zespół naukowców twierdzą, że jeśli zmierzy się temperaturę jednej końcówki 10-mikrometrowej nanorurki, niekoniecznie będzie ona miała taką samą temperaturę jak druga końcówka. Długość takiej nanorurki jest równa grubości kartki papieru.

Osiągając skalę, w której temperatura jest nieistotna, nie można przewidzieć zmian we właściwościach fizycznych twojego systemu, a to stwarza problemy dla każdego urządzenia - twierdzi Peter Atkins, ekspert chemii fizycznej z University of Oxford.

Według Hessa, fakt, że temperatura rozpada się w pewnym momencie między rzeczywistością a skalą atomową, nie jest zaskakujący. Obecnym wyzwaniem jest ustalenie, kiedy ten fakt wystąpi, co może się różnić w zależności od tego, jaki to materiał i ile energii zatrzymuje w postaci ciepła.

Atkins mówi, że „nasze codzienne doświadczenie temperatury stanowi sygnał dla przepływu energii w postaci ciepła”. W prawdziwym świecie ciepło przepływa z przedmiotów o wyższej temperaturze do przedmiotów o niższej temperaturze, więc filiżanka herbaty jest gorąca, gdy ją bierzemy, a ciepło dociera do naszych dłoni.

Również w skali atomowej temperatura opisuje rozkład energii cieplnej wśród bilionów atomów i cząsteczek tworzących nasz świat, ale nie wtedy, gdy jest to pojedynczy atom.

Dzięki obecnym badaniom Hess i jego zespół coraz bardziej zmniejszali rozmiar łańcucha pudełek, aż doszli do punktu, w którym uważają, że temperatura nie jest już stała. Wynik ich badań może być niepokojący dla nano-naukowców.



Wideo: 45 faktów o Księżycu pokazujących, jak mało o nim wiesz (Styczeń 2022).