October 6, 2022

Ini musim panas, panas, dan atom-atom ini akan berenang.

Untuk pertama kalinya, ilmuwan material merekam atom padat individu yang bergerak melalui larutan cair. Sebuah tim insinyur dari Institut Grafena Nasional di Universitas Manchester dan Universitas Cambridge, keduanya di Inggris, menggunakan mikroskop elektron transmisi untuk melakukan hal yang rumit. Teknik ini memungkinkan peneliti melihat dan mengambil gambar hal-hal kecil dengan detail yang luar biasa. Biasanya, bagaimanapun, subjek harus tidak bergerak dan ditahan dalam sistem vakum bertekanan tinggi agar elektron dapat memindai dengan benar. Ini membatasi penggunaan mikroskop pada tingkat atom.

Para insinyur menyiasatinya dengan mengetuk bentuk instrumen yang lebih baru yang bekerja pada lingkungan cair dan gas yang terkandung. Untuk menyiapkan percobaan, mereka membuat “kolam” dengan sel graphene lapisan ganda setipis nanometer. “Perenang” mereka terdiri dari sampel atom platinum yang tercakup dalam larutan asin, atau adatom, karena mereka duduk di atas kristal mineral.

Begitu berada di graphene cair, platinum padat bergerak cepat. (Untuk konteksnya, video loop di bawah ini ditampilkan dengan kecepatan nyata.) Tim menguji reaksi yang sama dengan ruang hampa di tempat sel graphene. Mereka melihat bahwa atom platinum tidak bereaksi secara alami dalam pengaturan tradisional.

Kredit: Adi Gal-Greenwood

Setelah menciptakan kembali gerakan dalam cairan lebih dari 70.000 kali, tim menganggap metode mereka berhasil. Mereka mempublikasikan karya mereka di jurnal Alam pada 27 Juli.

Hasilnya bisa membuat gelombang karena beberapa alasan berbeda. Pertama, “membuka jalan” bagi mikroskop elektron transmisi untuk digunakan secara luas untuk mempelajari “proses kimia dengan presisi atom tunggal,” tulis para ilmuwan di koran. Dua, “mengingat pentingnya industri dan ilmiah yang meluas dari perilaku seperti itu [of solids]sungguh mengejutkan betapa kita masih harus belajar tentang dasar-dasar bagaimana atom berperilaku pada permukaan yang bersentuhan dengan cairan, ”kata ilmuwan material dan rekan penulis Sarah Haigh dalam siaran pers.

See also  Magnet bisa menarik oksigen dari air di luar angkasa

[Related: These levitating beads can teach physicists about spinning celestial objects]

Semakin banyak teknologi bergantung pada interaksi antara partikel padat dan sel cair. Graphene, yang ditemukan oleh para peneliti di University of Manchester pada awal 2000-an, adalah komponen kunci dalam elektroda baterai, sirkuit komputer, dan teknik baru untuk produksi hidrogen hijau. Sementara itu, platinum dibuat menjadi layar LCD, tabung sinar katoda, sensor, dan banyak lagi. Melihat bagaimana kedua bahan ini berpasangan pada tingkat nanometer membuka dunia yang lebih tepat, efisien, dan inventif.