Atom bricht Regeln, Beats Reibung

Wissenschaftler fanden ein Molekül, das Spinnen kann frei in Flüssigkeit, Wasser ausräumen, wie eine Person geschwungen Koffer einen überfüllten Raum klar würde.

Das Molekül dreht ohne Reibung [Video]. Das sollte nicht möglich sein, nach einer chemischen Physik-Theorie. Die Feststellung könnte die Art und Weise verändern, die chemische Reaktionen in Flüssigkeiten Wissenschaftler denken.

Forscher schlagen einen Tropfen Jod Cyanid und Wasser mit Impulsen aus einem UV-Laser, spannende eine Art von Molekül in eine kleine, Erdnuss Form mit einem Kohlenstoffatom an einem Ende ein Stickstoffatom andererseits neu konfigurieren.

Das Molekül erhitzt bis zu 8.000 Grad Fahrenheit (4.427 Grad Celsius) und begann mit einem furiosen 270 Billionen Umdrehungen pro Minute drehen.

Outta mein Weg

Innerhalb der ersten Vierteldrehung erstellt das Molekül eine Schockwelle, die auswärts umgebenden Wassermoleküle gekickt. Die Erdnuss-Molekül schuf sich eine nahezu reibungslose Zone in der 10-Trillionths einer Sekunde dauerte die Reaktion.

"Wenn Sie ihm genügend Spin geben, es alle Jungs um ihn herum entfernt schiebt, und es sich eine kleine Blase baut,", sagte Studie Co-Autor Stephen Bradforth von der University of Southern California. "Es hat die Reibung in der Flüssigkeit um ihn herum von völlig Neugestaltung seiner Umgebung zerstört."

Nachdem das Molekül ca. 10 Umdrehungen abgeschlossen, der Schock schwand und die Wassermoleküle wieder herein.

Trotz ihrer Flüchtigkeit, die Reaktion, die es geschafft, die linear Response-Theorie zerschlagen kann kein Chemie-Modell, die so etwas besagt in einer flüssigen Umgebung geschehen.

"Sie können dieses Verhalten in Gasen, aber nicht in Flüssigkeiten, Moleküle zu sehen", sagte Studie Co-Autor Richard Stratt, einem chemischen Theoretiker an der Brown University.

Andere Gesetze zu brechen

Das Molekül Aktivität ausgeführt wird auch gegen drittes Gesetz des Newtons der Bewegung, die besagt, dass für jede Aktion gibt es eine gleiche, aber entgegengesetzte Reaktion. Wasser in das neue Experiment es Moleküle werden verdrängt, aber sie tun nichts an der Erdnuss-Molekül wiederum.

Reibung ist wichtig in der Chemie. Moleküle zu reiben, Mahlen und bang gegeneinander sie Wärme erzeugen, der Reaktionen beschleunigt. Reibung im Gas Reaktionen ist aufgrund der relativ weit Distanzen zwischen den Molekülen verringert, aber die Nähe der Moleküle in flüssiger Form sind Reibung fast unvermeidbar.

Obwohl die Entdeckung keinen unmittelbaren praktischen Nutzen hat, es ändert sich die Art und Weise denken Wissenschaftler über 90 Prozent aller chemischen Reaktionen, die in Flüssigkeit, stattfinden, sagte Bradforth. Eine mögliche Anwendung wäre Reaktionen durch Moleküle aus ihrer Umgebung zu isolieren und die Produktion von nutzlos Nebenprodukte zu manipulieren.

"Der Hauptgrund, warum wir so von diesen Ergebnissen begeistert sind, dass Reibung ist wie Energie bei chemischen Reaktionen um pendelte ist", sagte Stratt LiveScience. "Wenn es funktioniert nicht oder es funktioniert anders als wir immer gedacht, das macht uns Fragen, ob es ganz neue Möglichkeiten sollten wir gibt nachdenken, wie chemische Reaktionen stattfinden."

Die Forschung ist detailliert in der 31 März-Ausgabe der Zeitschrift Science.

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