ก๊าซไหลผ่านเมมเบรนที่มีรูพรุนด้วยความเร็วสูงเป็นพิเศษ แม้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนจะเข้าใกล้ระดับอะตอมก็ตาม การค้นพบนี้โดยนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัยเพนซิลเวเนียในสหรัฐอเมริกาแสดงให้เห็นว่าคำอธิบายการไหลของก๊าซ ที่มีอายุนับศตวรรษยังคงใช้ได้จนถึงระดับนาโน ซึ่งเป็นการค้นพบที่อาจนำไปใช้ในการทำน้ำให้บริสุทธิ์
การแยกก๊าซ
และการตรวจวัดคุณภาพอากาศ จากแมนเชสเตอร์ ซึ่งเป็นผู้นำการวิจัยร่วม อธิบายว่าการซึมผ่านของก๊าซผ่านรูขุมขนขนาดนาโนมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติและมีความสำคัญทางเทคโนโลยี เนื่องจากเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุนแคบเหล่านี้มีขนาดเล็กกว่าเส้นทางการแพร่กระจายอิสระของโมเลกุลก๊าซมาก
การไหลของโมเลกุลจึงสามารถอธิบายได้โดยใช้แบบจำลองที่พัฒนาโดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก ในช่วงต้นทศวรรษของศตวรรษที่ 20 ในช่วงที่เรียกว่า โมเลกุลที่ฟุ้งกระจายจะสุ่มกระจายออกจากผนังรูพรุนแทนที่จะชนกันเอง อย่างไรก็ตาม จนถึงขณะนี้ นักวิจัยยังไม่ทราบว่า อาจสลายตัวได้หรือไม่
หากรูขุมขนมีขนาดเล็กพอ ตอนนี้ และเพื่อนร่วมงานได้แสดงให้เห็นว่าแบบจำลองนี้ยังคงอยู่ได้แม้ในระดับอะตอมสูงสุด การวัดการไหลของก๊าซผ่านรูขนาดอะตอมทีมแมนเชสเตอร์-เพนซิลเวเนียทำการทดลองกับรูขนาดกว้าง 0.3 นาโนเมตรที่เจาะในชั้นเดียวของทังสเตนไดซัลไฟด์ (WS 2 )
ซึ่งเป็นวัสดุสองมิติ จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ วิธีเดียวที่จะตรวจสอบว่ามีรูดังกล่าวอยู่และมีขนาดที่เหมาะสมคือการตรวจสอบตัวอย่างที่เสร็จแล้วโดยใช้กล้องจุลทรรศน์แบบส่องกราดแบบส่องกราดแก้ไขความคลาดที่มีความละเอียดสูง สมาชิกในทีมกล่าวว่า แม้ว่าวิธีการ “ตรวจสอบด้วยตนเอง” นี้
จะ แม่นยำแต่ก็ต้องใช้ความพยายามสูงเช่นกัน อีกทางเลือกหนึ่งคือ Drndić และเพื่อนร่วมงานได้พัฒนาเทคนิคสำหรับการทำตัวอย่างที่มีรูโดยใช้การฉายรังสีไอออนบีม (FIB) ซึ่งได้แสดงให้เห็นเมื่อปีที่แล้วในงานปัจจุบัน นักวิจัยได้สร้างระบบการวัดการไหลของก๊าซผ่านรูขนาดอะตอม และใช้การวัดการไหล
ของก๊าซ
เพื่อหาปริมาณความหนาแน่นของรูในตัวอย่าง เมื่อต้องการทำเช่นนี้ พวกเขาติดตั้งตัวอย่างบนชิปซิลิกอนและวางไว้ระหว่างห้องสุญญากาศ 2 ห้อง ห้องหนึ่งใช้ความดันแปรผันและอีกห้องหนึ่งเก็บไว้ที่สุญญากาศสูงและเชื่อมต่อกับแมสสเปกโตรมิเตอร์ ตัวอย่างถูกปิดผนึกด้วยโอริง
เพื่อให้รูในเมมเบรน WS 2 เป็นเส้นทางเชื่อมต่อระหว่างสองห้องเท่านั้นที่โมเลกุลของก๊าซ (ในกรณีนี้คือฮีเลียม) สามารถไหลผ่านได้ อธิบาย ใกล้เคียงกับค่าที่ทำนายโดยทฤษฎี ที่มีรูขุมขนขนาดอะตอมมีความแข็งแกร่งทางกลไกและก๊าซฮีเลียมไหลผ่านพวกมันอย่างรวดเร็ว ค่าการไหลที่วัดได้นั้น
กล่าว เธอกล่าวเสริมว่าวิธีนี้คือ “ขั้นตอนสำคัญสำหรับการดำเนินการในอนาคตในการใช้งานในด้านต่างๆ รวมถึงการแยกโมเลกุล การตรวจจับ และการตรวจสอบก๊าซที่ความเข้มข้นต่ำพิเศษ” สมาชิกในทีมกล่าวว่าตอนนี้พวกเขาวางแผนที่จะตรวจสอบความเสถียรของรูขุมขนต่อไปเมื่อเวลาผ่านไป
ได้แก่ นาโนเทคโนโลยี อณูชีววิทยา และสารสนเทศศาสตร์ทับซ้อนกัน สิ่งเหล่านี้น่าจะเปลี่ยนวิธีการสอนฟิสิกส์และวิธีการจัดระเบียบวินัย อันที่จริง สถาบันการศึกษาและหน่วยงานให้ทุนหลายแห่งเริ่มตระหนักว่าการวิจัยในอนาคตต้องการแนวทางแบบสหวิทยาการ และได้เริ่มปรับโครงสร้าง
สิ่งอำนวยความสะดวกด้านวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ บูมหรือหน้าอกประเด็นสำคัญที่ต้องตระหนักเกี่ยวกับเทคโนโลยีที่เริ่มต้นแต่ละอย่างคือ ความก้าวหน้านั้นและจะดำเนินต่อไปแบบเลขชี้กำลังแทนที่จะเป็นเชิงเส้น นั่นหมายความว่าอย่างไร? ใช้ชิปคอมพิวเตอร์เป็นตัวอย่าง ในช่วง 21 ปีที่ผ่านมา
มีชิปคอมพิวเตอร์รุ่นใหม่ 7 เจนเนอเรชัน ซึ่งแต่ละชิปมีทรานซิสเตอร์มากกว่ารุ่นก่อนหน้าถึง 4 เท่า ในช่วงเวลาดังกล่าว ดังนั้น การปรับปรุงความสามารถของคอมพิวเตอร์ในการจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลจึงเพิ่มขึ้นมากกว่าปัจจัย 4 7หรือประมาณ 16,000 เท่า ชิปมีความเร็วมากขึ้นเนื่องจากสามารถ
จัดเรียง
ส่วนประกอบในชิปให้ใกล้กันมากขึ้น เนื่องจากส่วนประกอบแต่ละชิ้นมีขนาดลดลงความก้าวหน้าประเภทนี้นำไปสู่การสร้างผลิตภัณฑ์และบริการใหม่ทั้งหมดที่ไม่มีอยู่จริงเมื่อ 21 ปีก่อน เช่น คอมพิวเตอร์แล็ปท็อป โทรศัพท์มือถือ กล้องดิจิทัลราคาไม่แพง และอินเทอร์เน็ต
ด้วยการกำเนิดของนาโน เทคโนโลยีสารสนเทศ และเทคโนโลยีชีวภาพ ซึ่งแต่ละอย่างมีความสามารถที่จะเติบโตอย่างทวีคูณเป็นเวลาหลายทศวรรษในอนาคต เราสามารถคาดหวังว่าประสิทธิภาพของหลายสิ่งที่เราคุ้นเคยในปัจจุบันจะดีขึ้นถึง 10 เท่า 000 ขึ้นไป ที่สำคัญยิ่งกว่านั้น
เราจะได้เห็นการประดิษฐ์สินค้าและบริการใหม่ๆ ที่หลากหลายซึ่งเป็นไปไม่ได้ในปัจจุบัน หรืออย่างน้อยก็มีราคาแพงมากหรือช้ามาก สิ่งเหล่านี้เป็นพัฒนาการที่น่าทึ่ง และเป็นเรื่องยากสำหรับมนุษย์ที่จะปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเช่นนี้
นอกจากนี้ยังมีความท้าทายที่สำคัญในการจัดการกับกระบวนการเลขชี้กำลัง หากบุคคลหรือองค์กรตามหลังเพียงไม่กี่สัปดาห์ ไม่เพียงแต่พวกเขาจะตามผู้นำไม่ทันเท่านั้น พวกเขายังตามหลังมากขึ้นเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไป แม้ว่าพวกเขาจะเร่งความเร็วในอัตราเดียวกับผู้นำหน้าก็ตาม .
เหตุการณ์นี้เกิดขึ้นในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ในด้านของชิปหน่วยความจำเข้าถึงโดยสุ่ม (DRAM) แบบไดนามิก เมื่อบริษัทในสหรัฐอเมริกาหลายแห่งตามหลังคู่แข่งในเอเชียและออกจากตลาดไปโดยสิ้นเชิงตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ความก้าวหน้าแบบทวีคูณยังทำให้การคาดการณ์ของเทคโนโลยีไม่น่าเชื่อถือ
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
