‘ควอนตัมเบรก’ ทำให้น้ำไหลผ่านท่อนาโนคาร์บอนช้าลง

เมื่อน้ำเคลื่อนที่ผ่านช่องทางขนาดนาโนที่ทำจากคาร์บอน อัตราการไหลของน้ำจะสูงกว่าที่ทฤษฎีไดนามิกส์ของไหลทำนายไว้ในปัจจุบันมาก งานใหม่ของนักวิจัยในปารีส ประเทศฝรั่งเศส และสถาบัน ในนิวยอร์ก สหรัฐอเมริกา ชี้ให้เห็นว่าแรงเสียดทานในรูปแบบควอนตัมมีบทบาทสำคัญในการแก้ไขปริศนานี้ การค้นพบของทีมงานอาจมีนัยสำคัญสำหรับการใช้งาน เช่น การกรองเกลือจากน้ำทะเล

หรือการผลิต

พลังงาน นักทดลองต่างทราบกันมานานกว่าทศวรรษแล้วว่า ของเหลวอย่างเช่นน้ำสามารถผ่านท่อนาโนคาร์บอนที่แคบกว่าได้ง่ายกว่า ซึ่งเป็นแผ่นคาร์บอนที่ม้วนเป็นแผ่นหนาเพียงหนึ่งอะตอม มากกว่าผ่านท่อที่กว้างกว่า ผลกระทบจะรุนแรงที่สุดสำหรับท่อนาโนที่สร้างจากแผ่นคาร์บอนมากกว่าหนึ่งชั้น 

ปริศนาเพิ่มเติมคือในขณะที่ของไหลแทบจะไม่มีแรงเสียดทานผ่านช่องทางทุกขนาดเนื่องจากผนังนาโนทิวบ์มีความเรียบมาก แรงเสียดทานที่มีอยู่ก็อธิบายได้ยาก ในปี 2559 และเพื่อนร่วมงานเปิดเผยว่าปริมาณแรงเสียดทานเพิ่มขึ้นสำหรับท่อนาโนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ขึ้น โดยหลักการแล้ว 

สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ว่าทำไมน้ำถึงไหลผ่านท่อที่แคบกว่าได้ง่ายกว่า อย่างไรก็ตาม ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้เกิดความสับสนเนื่องจากผนังของท่อขนาดใหญ่นั้นเรียบพอๆ กับท่อขนาดเล็กกำแพงไม่ใช่แค่กำแพงในผลงานล่าสุด ที่ศูนย์ฟิสิกส์ควอนตัมคอมพิวเตอร์ได้ศึกษาท่อนาโนคาร์บอนที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง

ตั้งแต่ 20 ถึง 100 นาโนเมตร นักวิจัยใช้วิธีการใหม่ที่ไม่ธรรมดาในด้านพลศาสตร์ของของไหล โดยมุ่งเน้นไปที่ผนังท่อนาโน “ในทางอุทกพลศาสตร์ กำแพงเป็นเพียงกำแพง และคุณไม่สนใจว่ากำแพงนั้นทำมาจากอะไร”  อธิบาย “เราตระหนักดีว่าในระดับนาโน ที่จริงแล้วมันมีความสำคัญมาก”

นักวิจัยพบว่าผลควอนตัมที่ส่วนต่อประสานน้ำกับคาร์บอนของผนังทำให้เกิดแรงเสียดทานโดยปล่อยให้ของเหลวที่ไหลกระจายพลังงานโดยการกระเจิงอิเล็กตรอนในคาร์บอน อิเล็กตรอนเหล่านี้ทำปฏิกิริยากับโมเลกุลของน้ำทางแม่เหล็กไฟฟ้าเนื่องจากโมเลกุลหลังมีขั้ว โดยปลายด้านหนึ่งของโมเลกุล

มีประจุบวก

เล็กน้อยและอีกข้างหนึ่งมีประจุลบเล็กน้อยและเพื่อนร่วมงานกล่าวว่าในขณะที่อิเล็กตรอนในคาร์บอนเคลื่อนที่ไปพร้อมกับโมเลกุลของน้ำที่ไหล พวกมันมักจะล้าหลังเล็กน้อย ผลกระทบนี้เรียกว่าแรงเสียดทานทางอิเล็กทรอนิกส์หรือควอนตัม ได้รับการพิจารณาเฉพาะในอันตรกิริยาระหว่างของแข็งสองชิ้น

หรืออนุภาคเดี่ยวกับของแข็งจนถึงขณะนี้เพิ่มแรงเสียดทานควอนตัมอธิบายต่อไปว่าอิเล็กตรอนมีแนวโน้มที่จะสั่นรวมกันที่ความถี่เฉพาะ พฤติกรรมนี้เรียกว่าโหมดพลาสมอน และถ้าโมเลกุลของน้ำสามารถสั่นด้วยความถี่เดียวกัน มันจะสั่นพร้อมๆ กันกับอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นการเพิ่มแรงเสียดทานควอนตัม 

เมื่อถามว่าทำไมไม่เคยพบผลกระทบนี้มาก่อน ตั้งข้อสังเกตว่ามันเล็กน้อยมากแม้ในท่อนาโนคาร์บอน และอาจน้อยมากสำหรับวัสดุที่มีพื้นผิวขรุขระ เขาเสริมว่าเอฟเฟกต์นี้เลียนแบบได้ยากโดยใช้การจำลองแบบไดนามิกส์ระดับโมเลกุล ซึ่งไม่สามารถจับแรงเสียดทานประเภทนี้ได้เพราะอาศัยการประมาณ

แบบเกิด-ออพเพนไฮเมอร์ การประมาณนี้สันนิษฐานว่าอิเล็กตรอนจะปรับให้เข้ากับการเคลื่อนที่ของอะตอมที่อยู่ใกล้เคียงทันที ซึ่งไม่เป็นเช่นนั้น “ฉันคิดว่างานนี้เป็นการเปิดประตูสู่ปรากฏการณ์ควอนตัมอินเตอร์เฟเชียลใหม่ๆ ที่เราเพิ่งเริ่มเข้าใจ” คาโวไคน์สรุป การรายงานผลงานของพวกเขาตอนนี้

นักวิจัยวางแผนที่จะกลับไปที่การทดลองและสำรวจผลที่ตามมาของทฤษฎีแรงเสียดทานควอนตัม “เราต้องการตรวจสอบผลกระทบของคุณสมบัติทางอิเล็กทรอนิกส์ที่มีต่อแรงเสียดทานอย่างเป็นระบบ” “การสืบสวนของเราจะดำเนินต่อไปในด้านทฤษฎี” การค้นพบนี้อธิบายว่าทำไมผลกระทบ

จากแรงเสียดทาน

เช่น เนื้องอกในทรวงอก ช่องท้อง และกระดูกเชิงกราน” ศาสตราจารย์ และหัวหน้าภาควิชาฟิสิกส์การแพทย์ของโรงพยาบาล อธิบาย “ด้วย เราสามารถนำเสนอแผนการรักษาที่มีอัตรากำไรลดลงผ่านเศษส่วนทั้งสาม” เขากล่าวเสริม “เวลาการรักษาทั้งหมดสำหรับเศษเสี้ยว ซึ่งคล้ายกับขั้นตอนการรักษา

ด้วยรังสีแบบเดิมของเรา”หากปราศจากการซิงโครไนซ์การเคลื่อนไหว Li และเพื่อนร่วมงานของเขาชี้ให้เห็นว่าจำเป็นต้องมีสนามการรักษาที่ใหญ่ขึ้นเพื่อรักษาเส้นทางการเคลื่อนที่ของเนื้องอกทั้งหมด นอกจากนี้ เวลาในการรักษาจะนานขึ้นเนื่องจากการเปิด/ปิดประตูลำรังสีเพื่อติดตามเนื้องอก

ที่เคลื่อนเข้าและออกจากหน้าต่างการรักษาที่ระบุ“การทดสอบการปรับสภาพที่ครอบคลุมของเราและการรักษาผู้ป่วยเบื้องต้นแสดงให้เราเห็นว่าเทคโนโลยี ทำงานได้ดีเพียงใดในการปฏิบัติงานทางคลินิกในโลกแห่งความเป็นจริง” Li อธิบาย “ด้วยเหตุนี้ ตอนนี้เราจึงมีตัวเลือกในการส่งรังสีไปยังเนื้องอก

ขณะที่มันเคลื่อนที่ได้อย่างแม่นยำและแม่นยำ ซึ่งจะขยายขอบเขตของเนื้องอกที่เราสามารถรักษาได้อย่างมั่นใจและผู้ป่วยที่เราสามารถช่วยได้”สิ่งที่ผู้ป่วยต้องการในระยะเวลาอันใกล้นี้ เห็นได้ชัดว่าการยอมรับทางคลินิกของการใช้รังสีรักษาแบบหักเหของแสงต่ำถูกกำหนดให้เร่งตัวขึ้น

โดยมีการผลักดันจากบนลงล่างจากผู้ให้บริการด้านการแพทย์ไปสู่ปริมาณรังสีที่สูงขึ้นต่อเศษส่วน เศษส่วนน้อยลง เวลาการรักษาที่บีบอัด บวกกับประสิทธิภาพเวิร์กโฟลว์ที่สำคัญและค่าใช้จ่ายในการดูแลที่ลดลงในแบบคู่ขนานกัน Cox กล่าวว่า มีความต้องการเพิ่มขึ้นจากผู้ป่วยสำหรับผลประโยชน์

ที่เกี่ยวข้องกับตารางการรักษาที่มีภาวะขาดการสลายตัว – โดยพื้นฐานแล้ว การเข้ารับการตรวจทางคลินิกน้อยลง และการกลับไปหาครอบครัวและเพื่อน ๆ ได้เร็วขึ้น “ถ้าคุณจินตนาการถึงผู้ป่วยที่มีทางเลือกในการรับการรักษาแบบเดิม 30 ครั้งในช่วงเวลา 6 สัปดาห์ หรือเข้ารับการรักษาด้วยการลดภาวะไขมันในเลือดต่ำ 5 ครั้งในระยะเวลาหนึ่งสัปดาห์ และสำหรับผลลัพธ์ทางคลินิกที่เหมือนกัน 

credit: iwebjujuy.com lesrained.com IowaIndependentsBlog.com generic-ordercialis.com berbecuta.com Chloroquine-Phosphate.com omiya-love.com canadalevitra-20mg.com catterylilith.com lucianaclere.com