Για πάνω από έναν αιώνα οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει το "εργοδικό θεώρημα" για να εξηγήσουν διεργασίες διάχυσης, όπως την κίνηση των μορίων σε ένα υγρό. Ωστόσο, δεν ήταν σε θέση να επιβεβαιώσουν πειραματικά ένα κεντρικό δόγμα του θεωρήματος – ότι ο μέσος όρος των επαναλαμβανόμενων μετρήσεων της τυχαίας κίνησης ενός ατόμου μορίου είναι ίδιος με την τυχαία κίνηση ολόκληρου του συνόλου των μορίων. Τώρα, όμως, ερευνητές στη Γερμανία έχουν μετρήσει τις δύο αυτές παραμέτρους στο ίδιο σύστημα – γεγονός που τους καθιστά τους πρώτους που επιβεβαίωσαν πειραματικά το εργοδικό θεώρημα.
Αυτή η σύνθετη εικόνα δείχνει τις δύο μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την παρακολούθηση μόρια χρωστικών ουσιών μέσα από τα κανάλια σε νανοπορώδες υλικό (γκρι φόντο). Μεμονωμένα μόρια (στρογγυλά και σαν στικ στοιχεία) μπορούν δε να παρακολουθούνται από το φως που εκπέμπουν (πορτοκαλί λάμψη). Εν τω μεταξύ, η συλλογική κίνηση από όλα τα μόρια των χρωστικών ουσιών μετρήθηκαν με NMR, που επικεντρώνεται στις μαγνητικές ροπές των μορίων (μπλε βέλη)
Τα πειράματα αναπτύχθηκαν από τον Christoph Bräuchle και μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο Ludwig-Maximilians του Μονάχου, που ανέπτυξαν μια τεχνική για τον εντοπισμό μεμονωμένων μορίων χρωστικής ουσίας διαλυμένα σε οινόπνευμα, που στη συνέχεια διέρχονται από νανοπορώδεις υλικό. Αυτή είναι η διάχυση παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον, διότι παίζει σημαντικό ρόλο σε μια σειρά από τεχνολογίες, συμπεριλαμβανομένων του μοριακού κόσκινου, την κατάλυση και την διανομή των φαρμάκων.
Πηγή: Physicsworld
Leave a Comment