عضو هیئت علمی دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری گروه تحقیقاتی بین المللی موفق به چاپ مقاله ای با عنوان «ضریب دی الکتریک غیر معمول برای آب محدود شده» در مجله بسیار معتبر ساینس شده است

.

به گزارش روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، دکترعلی اسفندیار استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری گروهی از پژوهشگران بین المللی از دانشگاه های مختلف دنیا از کشورهای انگلستان، اسپانیا و ژاپن موفق شدند نتایج آزمایشات جدید خود از اندازه گیری ضریب دی الکتریک آب را در قالب مقاله ای با عنوان Anomalously low dielectric constant of confined water در مجله Science به چاپ برسانند.

بر اساس این گزارش، ضریب دی الکتریک با گذردهی الکتریکی مواد معیاری از میزان درجه آزادی دوقطبی های الکتریکی یک ماده در پاسخ به میدان الکتریکی است. با قرار دادن یک ماده بین صفحات خازن، می توان به سادگی ضریب دی الکتریک مواد برای مثال آب را بدست آورد که برای آب در حالت معمولی حدود 80 اندازه گیری شده است. اما مولکول های آب در فصل مشترک الکترولیت های آبی با الکترود ها در خازن ها، راکتور ها و باطری ها در صنعت از یک طرف و همچنین درون کانال ها و غشاهای سلولی از طرف دیگر، از لحاظ میزان درجه آزادی دوقطبی، با مولکول های آب معمولی تفاوت دارند. این تفاوت سازوکار بسیاری از واکنش ها و برهمکنش های مولکولی را تعیین می کند. بیش از نیم قرن مدل های نظری و محاسباتی تفاوت این دو حالت را پیش بینی کرده بودند اما اندازه گیری تجربی دقیق و مستقیمی از این مقدارمتفاوت گزارش نشده بود. پژوهشگران این مقاله، با قرار دادن لایه های آب بین کانال هایی به ارتفاع کمتر ازدو نانومترتا کانال های چند صد نانومترو با استفاده از میکروسکوپ نیروی الکترواستاتیکی توانستند به صورت سیستماتیک ضریب دی الکتریک آب را در حالت محدود شده تا کمتر از 3 اندازه گیری کنند. برهمکنش قوی مولکول های آب با سطح کانال در فصل مشترک باعث جهت گیری متفاوت و مقید آنها شده و این امر موجب می شود که در توافق با پیش بینی های انجام شده، مولکول های آب به میدان الکتریکی پاسخ ضعبف تری نشان بدهند. این یافته ضمن ارایه رهیافت جدیدی برای اندازه گیری ضریب دی الکتریک مواد، می تواند جزییات ناشناخته بیشتری از برهمکنش های مولکولی در فصل مشترک مواد آشکار سازد.

مجله ساینس با قدمت بیش از صد سال از معتبرترین مجلات علمی دنیاست که تعداد مقالات چاپ شده در آن، معیار مهمی در رتبه بندی دانشگاه های جهان است و دارای ضریب تاثیر 34 می باشد. این پژوهش، اولین مقاله در حوزه تجربی از ایران در این مجله معتبر است که توسط عضو هیئت علمی دانشگاه شریف به چاپ رسیده است.
لینک دسترسی به مقاله:

http://science.sciencemag.org/content/360/6395/1339

https://arxiv.org/abs/1806.04486

منبع خبر: روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف