나노 스페이스에 한정된 물 분자의 행동은 나노 기술과 나노 바이오 테크놀로지에서 매우 중요한 문제이지만 지금까지는 거의 명확하지 않았다

카타 우라 히로 미치 (Kataura Hiromichi)의 카타 우라 히로 미치 (Kataura Hiromichi), 요코야마 히로 로키 (Yokoyama Hiroyuki), 국립 고급 산업 과학 기술 연구소 (이하 "AIST"), 부교수 마니와 유타 카 (Maniwa Yutaka 부교수) (AIST, Science and Technology and Technology Agence (이하 "Jst"), 과학 및 과학 에이전시 (이하), 과학 및 과학 연구원 (이하 "JST") 교수 (이와학 연구원)의 연구원 (이와학) 교수 (이하 Maniwa Yutaka 부교수), Maniwa Yutaka 부교수 "JST"), Crest 등단일 벽 카본 나노 튜브 (바카라 사이트 주소)8726_8805X- 선 회절 실험8851_9233클러스터의 안정성과 깊은 관계가있는 것으로 추정되지만, 더 자세한 실험이 이러한 물 분자의 거동을 명확하게하는 데 도움이되기를 희망합니다
또한, 압력 감소하에 온도가 45 ℃로 상승 할 때, 바카라 사이트 주소 내부의 물은 갑자기 바카라 사이트 주소에서 증발하고 분출한다는 것이 밝혀졌다 이것은나노 제트메커니즘으로 차세대 잉크젯 등에 적용 할 수 있습니다

이 연구 결과는 다음과 같습니다화학 물리학 편지401 (2005) pp 533-537 "탄소 나노 튜브 내부의 순서 : 펜타곤에서 팔각형 얼음 나노 튜브 형성| "
이 연구의 일부는 새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (Makino Tsukasa 회장)의 2003 년 산업 기술 연구 보조금 프로젝트 "비선형 광학 요소를위한 탄소 나노 튜브 재료 개발"(이하 "NEDO 기술 개발 조직")에 대한 보조금으로 수행되었습니다

그림 : 바카라 사이트 주소에서 자란 실온 ICE-NT 모델 5 개의 물 분자가 고리를 형성하고 튜브에 쌓아 둡니다 빨간색은 산소 (O)를 나타내고, 청색은 수소 (H)를 나타내고 회색은 탄소 (C) 원자를 나타냅니다

지구는 "물 행성"이며 물은 어디에나 존재하며, 수많은 물 분자가 대기에 배치 된 물체의 표면에 흡착됩니다 먼지가없는 깨끗한 공간에서도 물 분자가 존재하며 나노 미터 크기로 처리 된 장치의 표면도 물 분자로 덮여 있습니다 살아있는 유기체의 세포 및 분자 수준에서의 반응은 항상 물 분자로 둘러싸여 있습니다 나노 스페이스에 한정된 물 분자의 행동은 나노 기술과 나노 바이오 테크놀로지에서 설명 해야하는 중요한 문제 중 하나입니다 그러나 미세한 공간에서 물의 행동을 조사하는 방법은 제한되어 있기 때문에 많은 연구에서 컴퓨터를 사용한 시뮬레이션 실험에 앞서, 실험적으로는 지금까지 거의 설명되지 않았습니다 예를 들어, 유리 튜브와 같은 얇은 튜브에서 얼음의 융점은 튜브의 직경이 작아지면서 감소하지만 나노 미터 스케일에서보고되지 않은 것으로 알려져 있습니다 바카라 사이트 주소는 내부에 약 1 나노 미터의 공간이 있으며, 분자를 삽입 할 수 있습니다 이 공간에 제한된 물 분자는 클러스터 형성으로 제한되는 것으로 생각되며, 위의 행동을 조사하는 것이 매우 중요합니다

바카라 사이트 주소 내 ICE-NT의 세대는 2001 년 Fukuoka University (현재 Fukuoka University의 과학부 Koga Kenichiro 조교수)의 컴퓨터 시뮬레이션에 의해 예측되었습니다 최초의 실험 증거는 2002 년 마니와 토 도요 조교수와 도쿄 대학 JST의 JST의 카타 우라 히로 미치 (Kataura Hiromichi) 조교수와 조교수의 정밀 X- 레이 구조 분석에 의해 발견되었다 한편, AIST는 2003 년 NEDO 기술 개발 조직의 산업 기술 연구 보조금 프로젝트의 보조금을 가진 비선형 광학 요소에 대한 바카라 사이트 주소의 정밀 직경 및 분자 포함 기술을 개발하고 있습니다이 결과를 사용하여 ICE-N의 형성과 구조가 6 가지 직경을 준비하여 바카라 사이트 주소의 직경에 의존하는 방법을 자세히 조사했습니다

물 분자는 가벼운 원소 수소와 산소로 구성되므로 전자 현미경을 사용하여 나노 스페이스에서 물 분자를 직접 관찰하기가 어렵고 관찰 방법은 제한적입니다 그러나 도쿄 메트로폴리탄 대학 JST는 순도와 직경 제어 바카라 사이트 주소 (다발 또는 로프)로 구성된 묶음으로 구성된 필름과 같은 샘플을 사용합니다Silent Light를 사용한 매우 정확한 X- 선 회절 실험 바카라 사이트 주소 내의 분자 서열을 자세히 조사 할 수 있음을 발견했다 이번에는 AIST의 바카라 사이트 주소 합성 기술과 도쿄 메트로폴리탄 대학 JST의 정밀 구조 분석 기술은 바카라 사이트 주소 내에서 장거리 물 순서의 형성 과정에 대한 최초의 성공적인 체계적인 실험 연구에서 성공했습니다

X- 선 회절 실험은 90K (-183 ° C)의 온도 범위에서 Kek의 동기식 과학 연구 시설의 PF에 위치한 실험 스테이션 BL1B에서 수행되었다 117 nm 내지 144 nm 범위의 평균 직경을 갖는 6 가지 유형의 고급 바카라 사이트 주소 샘플을 준비하고 뚫고, 그 다음,포화 증기11933_12062Thermogravimetric 측정등으로 관찰 될 수 있지만, 여기서 차이는 바카라 사이트 주소 내부에 흡착 된 물 분자 만 선택적으로 관찰된다는 것입니다

다음으로, 온도가 감소했을 때, 새로운 X- 선 회절 피크가 나타 났는데, 이는 물 분자가 정기적으로 배열되었음을 나타내는 것으로 나타났다 [도 1 참조] X- 선 회절 패턴의 상세한 분석은 그 구조가 물 분자에 의해 제조 된 고리-유사 구조의 쌓는 단위에 의해 형성되는 ICE-NT임을 보여 주었다 바카라 사이트 주소의 직경이 더 좁아지면서, ICE-NT의 구조는 점차 8 원 링 ICE-NT에서 5 원 고리까지 점차 좁아졌으며, 동결 온도는 190K (-83 ° C)에서 300K (27 ° C)로 증가했습니다 [그림 1 및 2 참조] 위에서 언급 한 바와 같이, 일반적으로, 융점은 유리 튜브와 같은 얇은 튜브의 직경이 감소하며, 8 원 링 ICE-NT의 융점은 -83 ℃이며, 이는 정상 얼음에 비해 매우 낮다 문제는 직경이 8 원 링에서 5 원 링으로 작아지면서 융점이 증가한다는 것입니다 특히, 1 대기 미만의 압력에도 불구하고, 5 원 링 ICE-NT에 의해 보여지는 27 ℃의 매우 높은 융점은 전례가 없으며 나노 공백에 국한된 물 분자에 고유 한 현상으로 간주된다 물 분자의 이전의 경험 규칙에 속하지 않은 이러한 행동은 물 분자에 의해 생성 된 원형 클러스터의 안정성과 깊은 관계를 가지고있는 것으로 추정되며, 더 자세한 실험은 물 분자의 행동의 설명으로 이어질 것으로 예상된다

그림 1 : X- 선 회절 피크 강도의 온도 변화는 물 분자가 정기적으로 배열되어 있음을 나타냅니다 융점이 다른 네 가지 유형의 얼음이있는 것으로 나타났습니다 (화살표는 녹는 점을 보여줍니다) 직경이 117 nm 인 바카라 사이트 주소의 경우, 강도는 300K에서 상승하며,이 바카라 사이트 주소 내의 빙 NT의 용융점은 300K (27 ℃)임을 알 수있다

그림 2 : 왼쪽부터 5 원 고리 모델 (직경 0476 nm, 녹는 점 27 ° C), 6 원 링 (직경 056 nm, 녹는 점 7 ° C), 7- 원 링 (직경 0645 nm, 멜팅 점 -53 ° C), 8-1mmer 072, 8-membeter 072, 각각 -83 ° C) 빨간색은 산소를 나타내고 청색은 수소 원자를 나타냅니다

바카라 사이트 주소가 가열되었을 때, 약 45 ° C에서 물이 갑자기 증발하는 현상이 관찰되었으며, 이는 나노 제트로 사용될 것으로 예상된다 바카라 사이트 주소의 열 용량은 매우 작기 때문에 빛 조사 등으로 가열 될 수 있습니다 다른 구조를 갖는 바카라 사이트 주소는 단색 레이저 광을 조사함으로써 다른 파장의 빛을 흡수하는 특성을 가지기 때문에, 특정 구조를 가진 바카라 사이트 주소 만 빛의 파장에 기초하여 이들을 선택하여 가열 될 수있다 이 원리를 사용하여 나노 미터 규모의 제어는 빛을 단일 바카라 사이트 주소로 좁히지 않고 가능합니다 이 메커니즘은 나노 미터 크기의 잉크젯 및 나노 물질의 구동력으로 사용될 수 있습니다 [그림 3 참조]

그림 3 : 오른쪽 그림은 바카라 사이트 주소 번들이 단색 광으로 조사되어 물 분자를 배출하는 방법을 보여줍니다 바카라 사이트 주소의 구조의 차이로 인한 광의 흡수 파장의 차이는 보이지 않는 적외선 광선이지만 여기서는 색상의 차이로 표현됩니다 조사 된 빛 (보라색)을 흡수하는 바카라 사이트 주소 로부터만 물 분자의 흐름을 보여줍니다

ICE-NT의 생성 메커니즘과 전기 특성이 명확해질 것입니다 또한, 우리는 중공 구조와 물의 특성을 유전체로 사용하는 장치 응용 프로그램에 대한 연구를 수행 할 계획입니다

◆ 단일 벽 탄소 나노 튜브 (바카라 사이트 주소 :단일 벽 탄소 나노 튜브）

단일 벽 탄소 나노 튜브 (바카라 사이트 주소)는 직경이 약 07 ~ 4 nm (1 나노 미터 : 10 억 미터의 미터) 인 탄소 원자로 만들어진 튜브입니다 또한, 바카라 사이트 주소는 근적외선 파장 밴드에서 강한 광 흡수를 나타내지 만, 광 흡수 파장은 육각형 정렬에 따라 크게 변화한다 여기서, 합성은 레이저 증발이라는 기술을 사용하여 수행되었다 이 기술은 우물 직경을 가진 다발 바카라 사이트 주소의 합성을 허용합니다
(참조 URL :Metro Tube@AIST）[참조로 돌아 가기]

◆ X- 선 회절 실험

X- 선에 파도 특성이 있다는 사실을 활용하는 재료의 구조를 검사하기위한 표준 기술 정기적 인 대학이나 다른 실험실에서는 수행 할 수 있지만 츠쿠바시의 PF, 이바라키 현의 PF, Hyogo 현의 Spring-8과 같은 싱크로트론 방사선 시설의 엑스레이를 사용하면 소량의 샘플에서도 매우 정확한 실험을 수행 할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]

◆ 클러스터

2 개 이상의 분자 또는 원자가 반 데르 발스 힘 또는 수소 결합과 같은 약한 결합력으로 조립되는 그룹 물 클러스터는 수질 분자가 수소 결합에 의해 연결되고 바구니 및 주기적 클러스터 모양의 클러스터는 3 ~ 7 개의 물 분자가 원형 형태로 연결됩니다 이들 클러스터와 같은 구조는 정상적인 물에 존재하며 차례로 생산되며 모양이 바뀌는 것으로 여겨진다
[참조로 돌아 가기]

◆ Nanojet

Laser Light 조사로 바카라 사이트 주소의 일부를 가열하여 물이 배출되는 경우, 하나의 바카라 사이트 주소로부터 배출 된 물의 양은 상업적으로 이용 가능한 잉크젯 프린터 헤드의 약 10 억으로 약 10 억입니다[참조로 돌아 가기]

◆ 동기 조명

반짝이는 빛은 빛의 속도로 가속되는 전자 또는 위치가 전자기의 힘에 의해 구부러질 때 궤도의 접선 방향으로 방출되는 강한 빛 (전자기 파)입니다 연속 파장을 갖는 빛은 가시 광선에서 X- 선에 이르기까지 넓은 범위에 걸쳐 생성되지만 전자가 가지고있는 에너지가 높을수록 더 강하고 짧은 빛이 생성됩니다 이 조명에 포함 된 자외선과 X- 선의 강도는 매우 강하므로 자외선과 X- 레이를 사용한 실험의 광원으로 유용합니다[참조로 돌아 가기]

◆ 포화 증기

동일한 물질의 가스 (또는 고체)가 특정 온도에서 밀폐 용기에 공존하고 평형 상태 일 때 가스를 포화 증기라고하며 압력을 포화 증기 압력이라고합니다 예를 들어, 27 ° C에서의 포화 수증기 압력은 약 35 kPa (0035 atm)입니다[참조로 돌아 가기]

◆ Thermogravimetric 측정 (열중 측정 분석: tga)

샘플 온도가 전기 용광로에서 일정한 속도로 증가하는 동시에 체중계 등으로 무게를 측정하고 온도가 상승함에 따라 샘플 무게가 어떻게 변하는 지 검사하는 방법[참조로 돌아 가기]