| | Сегодня, 06:05 | Новости науки и техники
Ученые смогли измерить самые слабые силы взаимодействия между отдельными атомами
Группа ученых из швейцарского Института нанотехнологий (Swiss NanoScience Institute) и университета Базеля (University of Basel) провели эксперимент, в котором они, впервые в истории были измерены значения сил Ван-дер-Ваальса, силы, которые возникают в сфере взаимодействия атомов отдельных. Согласно полученным результатам, величина этих сил изменилась пропорционально изменению расстояния между атомами, но в некоторых случаях величина этих сил в несколько раз больше ожидаемых значений, полученных с помощью теоретических расчетов.
Силы Ван-дер-Ваальса (Van der Waals forces) возникает тогда, когда подход неполярных атомов или молекул. По сравнению с силами химических связей они очень слабые, тем не менее, играют очень важную роль в мире, который нас окружает. Эти силы-это силы, которые определяют явление трения, адгезии, и хороший пример практического использования сил Ван-дер-Ваальса-это геккон, живое существо, способное с легкостью бегать по потолку и вертикальным поверхностям.
Силы Ван-дер-Ваальса, возникающие в результате одноименной взаимодействия временного перераспределения электронов в атомах или молекулах в непосредственной близости. Взаимодействие приводит к появлению диполей, которые притягиваются друг к другу. Силы притяжения отдельных молекул или атомов очень мала, но когда вместе составляют миллиарды и миллиарды взаимодействий, это приводит к появлению силы, влияния, которое проявляется даже в макроскопическом масштабе.
Для измерения силы Ван-дер-Ваальса, ученые использовали низкий атомно-силовой микроскоп, на конце которой был установлен единственный атом ксенона. Отдельные атомы аргона, криптона и ксенона, были размещены в ловушку атомной сети, сети атом меди, который при определенных условиях способен удерживать на своей поверхности атомов благородных газов. Эта сеть уверенно атомы газов был помещен в случае атомно-силового микроскопа, движение наконечника, что позволило проводить измерения слабых сил Ван-дер-Ваальса.
Измеренные значения сил Ван-дер-Ваальса были выражены в виде графиков и сравнение их с расчетными значениями, теоретики. В полном соответствии с теорией величина силы резко уменьшается, когда увеличивается расстояние между атомами, и формы, экспериментальные и расчетные графики, в значительной мере совпадают. Тем не менее, в случае атомов криптона и атомов некоторых других элементов, реальные силы Ван-дер-Ваальса были, по крайней мере, в два раза больше, чем оценки масштабов.
Ученые объясняют различия между экспериментом и теорией, тем, что даже в случае инертных газов, иногда не происходит, перераспределения, но в передаче электрического заряда (электронов) от атома к другому. Возникают слабые ковалентные связи, которые в несколько раз сильнее, чем силы Ван-дер-Ваальса.
В заключение, что силы Ван-дер-Ваальса являются одними из самых слабых сил, значения, которые были измерены учеными в истории науки. И результаты, полученные и внесенные в базы выводы позволят ученым лучше понять поведение атомов в определенных физических условиях, поведение, экзотические черты которого можно будет в будущем поставить на службу людям.
