Aujourd'hui, alors que je me rendais au travail, j'ai eu la malchance d'être entassé dans un étroit tube souterrain. Mais cela aurait pu être pire : j'aurais pu être écrasé dans une seule dimension.
C'est ce qui est récemment arrivé à certains atomes de krypton dans un laboratoire de chimie de l'Université d'Ulm. Grâce à la microscopie électronique à transmission (ou TEM), une équipe a réussi à presser le gaz rare dans un nanotube d'un diamètre 1/500 000ème celui d'un cheveu humain. Dans un espace aussi confiné, les atomes ne pouvaient pas se serrer les uns contre les autres et fusionner, et ils sont devenus un gaz unidimensionnel. Les recherches de l'équipe sont publié dans le journal de l'American Chemical Society.
« Les nanotubes de carbone nous permettent de piéger des atomes, de les positionner avec précision et de les étudier en temps réel au niveau d'un seul atome », a déclaré Andrei Khlobystov, chimiste à l'Université de Nottingham et co-auteur de l'étude, dans une université. libérer. « Parce que Kr a un numéro atomique élevé, il est plus facile à observer dans un MET que les éléments plus légers. Cela nous a permis de suivre les positions des atomes de Kr sous forme de points mobiles.
Il est vraiment difficile de cerner les atomes. Ils sont petits et, dans un gaz, ils voltigent à peu près à la vitesse du son. Pour imager le krypton, les chercheurs ont dû piéger les atomes et les transporter dans un très petit tube à essai.
Pour ce faire, ils ont piégé le krypton dans des buckyballs, abréviation de Buckminsterfullerène, une molécule en forme de ballon de football composée de 60 atomes de carbone. Les Buckyballs agissaient comme une cage pour chaque atome de krypton. Les chercheurs pourraient ensuite libérer le krypton des buckyballs en le chauffant à 2 192 degrés Fahrenheit (1 200 Celsius) ou en l'irradiant avec un faisceau d'électrons. Les deux méthodes provoquent la fusion des Buckyballs, laissant les atomes de krypton alignés dans un nanotube de carbone. Une fois dans cette ligne, la définition entre chaque atome a disparu : ils étaient un gaz uniforme et unidimensionnel.
« Pour autant que nous le sachions, c'est la première fois que des chaînes d'atomes de gaz nobles sont directement visualisées, conduisant à la création d'un gaz unidimensionnel dans un matériau solide », a déclaré Paul Brown, directeur du Nanoscale de l'Université de Nottingham. et Microscale Research Center, dans le communiqué.
Si nous sommes extrêmement techniques, bien sûr, le krypton dans le tube est tridimensionnel dans le sens où le gaz a encore un certain volume, même si son diamètre est extrêmement étroit. Il existe de la même manière que brins d'électrons « unidimensionnels » s'étendent à travers la Voie Lactée. C'est quand même cool. Étudier la manière dont les atomes interagissent peut aider les scientifiques à comprendre comment la matière se comporte dans des conditions aussi exiguës et ainsi à mieux comprendre la nature dans ses extrêmes.
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