Газовые молекулы смогут быть изучены, применяя микроскопию электрона передачи (TEM). В отличие от оптической микроскопии, TEM применяет луч электронов вместо света и имеет намного более высокую резолюцию, талантливую к визуализации единственных атомов. Недавнее изучение, размещённое в Научных Отчетах, информирует работа команды в Университете Токийского университета Промышленной Науки (IIS), сотрудничающий с Hitachi High-Technologies Corp.
Исследователи применяли продвинутую версию TEM, дабы изучить динамику несложных газов при большой температуре.«В TEM энергичный электронный луч может употребляться, дабы выполнить второй опыт одновременно с этим, известен как структура практически края энергетической утраты [ELNES]», обучаются, первый создатель Хиротэка Кэтсукура растолковывает. «Электроны в луче бросают часть собственной кинетической энергии, потому, что они проходят через пример.
Измерение данной энергетической утраты показывает, какие конкретно элементы присутствуют и как они связаны между собой».В теории ELNES может кроме этого измерить динамику газовых молекул, не только их химическое соединение.
Но исследователи ни при каких обстоятельствах не извлекали динамическую данные из ELNES прежде. Команда IIS выбрала четыре газа – кислород, метан, азот, и угарный газ – чье соединение прекрасно осознано и выполнило ELNES при комнатной температуре и 1,000°C. Кардинально, они кроме этого выполнили компьютерные моделирования этих газов, применяя молекулярный кодекс динамики, дабы теоретически угадать эффекты большой температуры.В большинстве случаев, в то время, когда молекулы подогреты, они вибрируют стремительнее, и связи между их атомами становятся более долгими.
В опытах IIS два газа – метан и кислород – вправду показывали динамические трансформации при большой температуре со намного более стремительной вибрацией. Но угарный газ и азот, казалось, не вибрировали никто по-второму в 1000°C, не обращая внимания на их дополнительную кинетическую энергию.
Помимо этого, моделируемая высокотемпературная вибрация метана соответствовала опытам весьма тесно, но вибрация тёплого кислорода была завышена.«Газовые молекулы в нагревателе смогут взять кинетическую энергию тремя методами», говорит соответствующий создатель Теруясу Мизогачи. «В частности, подпрыгивая приятель в приятеля, конкретно милым нагревательный элемент, либо косвенно поглощая тепло через инфракрасные лучи. Данный последний лишь вероятен для газов с полярными химическими связями, где один элемент разделяет электроны от другого. Это относится к метану (CH4), но не кислород, чистый элемент.
Исходя из этого кислород нагрелся медленнее, чем предсказанные моделирования».В это же время неудача азота и угарного газа, дабы подвергнуться вибрационному возбуждению была кроме этого результатом их связей – но, в этом случае, они были легко через чур жёстки, дабы вибрировать намного стремительнее.
Эти результаты подчеркивают важность принятия во внимание химического соединения, кроме того для по-видимому несложных процессов как вибрация молекулы с двумя атомами.Однако, команда считает, что стремительные события в ELNES не так долго осталось ждать сделают способ достаточно чувствительным, дабы найти вибрационные трансформации кроме того в жёстких молекулах.
Это откроет путь к улучшенному пониманию газовых реакций на ядерном уровне.