Alimlər duzların nanoölçülüdə kristallaşmasının sirlərini açıqlayıblar

Kristallaşma həm təbiətdə, həm də texnologiyalarda əsas hadisədir: qar dənələrinin əmələ gəlməsindən tutmuş dərman və akkumulyatorların istehsalına qədər.

Lakin nano səviyyədə bu proses birbaşa müşahidənin texniki çətinliyi səbəbindən demək olar ki, öyrənilməmiş qalıb. Qabaqcıl kompüter üsulları və maşın öyrənməsi vasitəsilə alimlər ilk dəfə olaraq qrafitin cəmi bir neçə nanometr aralıqda yerləşən iki təbəqəsi arasında ekstremal şəraitdə xörək duzunun (NaCl) kristallaşma prosesini vizuallaşdırmağa nail olublar.

32gun.az bildirir ki, araşdırmanın nəticələri Chemical Science (CS) jurnalında dərc olunub.
Tədqiqat göstərib ki, güclü sıxılma şəraitində duz xeyli sabitləşir və onun ərimə temperaturu adi şəraitlə müqayisədə nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəlir. Qrafit təbəqələri arasındakı dəqiq məsafədən asılı olaraq, adətən yalnız aşağı temperaturlarda davamlı olan hidratlaşmış duzlar da daxil olmaqla, nadir kristal formaları belə yaranıb.
Bu qeyri-adi proseslərin mexanizmlərini açmaq üçün müəlliflər qabaqcıl maşın öyrənmə alqoritmlərindən istifadə ediblər. Bu, kristalların əmələ gəlməsinin kritik mərhələlərini müəyyən etməyə və onları müəyyən edən molekulyar qarşılıqlı təsirləri anlamağa imkan verib.
Əsas amillərdən biri xlor ionlarını əhatə edən su molekullarının çıxarılması olub. Bu, elektrik yüklərinin ekranlaşdırılmasını azaldıb və ionlar arasında cazibəni gücləndirərək kristallaşmaya kömək edib. Bundan əlavə, nano miqyaslı şəraitdə mühitin dielektrik xassələri dəyişib ki, bu da qarşılıqlı təsirləri gücləndirib.

Bu kəşflər nanotechnologiya və kimya mühəndisliyində inqilaba səbəb ola bilər. Nano səviyyədə kristallaşmaya nəzarət etmək imkanı daha səmərəli enerji saxlama qurğularının yaradılmasına, məhsuldarlığı artırılmış dəniz suyunu şirinləşdirmə membranlarının hazırlanmasına və əczaçılıq sənayesindəki proseslərin optimallaşdırılmasına imkan verəcək.
Kristallaşma həm təbiətdə, həm də texnologiyalarda əsas hadisədir: qar dənələrinin əmələ gəlməsindən tutmuş dərman və akkumulyatorların istehsalına qədər. Lakin nano səviyyədə bu proses birbaşa müşahidənin texniki çətinliyi səbəbindən demək olar ki, öyrənilməmiş qalıb. Qabaqcıl kompüter üsulları və maşın öyrənməsi vasitəsilə alimlər ilk dəfə olaraq qrafitin cəmi bir neçə nanometr aralıqda yerləşən iki təbəqəsi arasında ekstremal şəraitdə xörək duzunun (NaCl) kristallaşma prosesini vizuallaşdırmağa nail olublar. İş "Chemical Science" (CS) jurnalında dərc olunub.
Tədqiqat göstərib ki, güclü sıxılma şəraitində duz xeyli sabitləşir və onun ərimə temperaturu adi şəraitlə müqayisədə nəzərəçarpacaq dərəcədə yüksəlir. Qrafit təbəqələri arasındakı dəqiq məsafədən asılı olaraq, adətən yalnız aşağı temperaturlarda davamlı olan hidratlaşmış duzlar da daxil olmaqla, nadir kristal formaları belə yaranıb.

Bu qeyri-adi proseslərin mexanizmlərini açmaq üçün müəlliflər qabaqcıl maşın öyrənmə alqoritmlərindən istifadə ediblər. Bu, kristalların əmələ gəlməsinin kritik mərhələlərini müəyyən etməyə və onları müəyyən edən molekulyar qarşılıqlı təsirləri anlamağa imkan verib.
Əsas amillərdən biri xlor ionlarını əhatə edən su molekullarının çıxarılması olub. Bu, elektrik yüklərinin ekranlaşdırılmasını azaldıb və ionlar arasında cazibəni gücləndirərək kristallaşmaya kömək edib. Bundan əlavə, nano miqyaslı şəraitdə mühitin dielektrik xassələri dəyişib ki, bu da qarşılıqlı təsirləri gücləndirib.
Bu kəşflər nanotechnologiya və kimya mühəndisliyində inqilaba səbəb ola bilər.

Nano səviyyədə kristallaşmaya nəzarət etmək imkanı daha səmərəli enerji saxlama qurğularının yaradılmasına, məhsuldarlığı artırılmış dəniz suyunu şirinləşdirmə membranlarının hazırlanmasına və əczaçılıq sənayesindəki proseslərin optimallaşdırılmasına imkan verəcək.
Nilay