นักวิจัยในสหรัฐอเมริกาได้กำจัดความไม่เสถียรในกระแสโลหะเหลวเป็นครั้งแรก โดยสร้าง “สายไฟ” ทรงกระบอกที่มั่นคงและควบคุมได้ซึ่งไหลที่อุณหภูมิห้อง และเพื่อนร่วมงานบรรลุผลลัพธ์โดยการใช้แรงดันไฟฟ้าขนาดเล็กกับโลหะ ซึ่งทำให้พวกเขาลดแรงตึงผิวลงได้อย่างมาก เมื่อของเหลวถูกสูบออกจากหัวฉีด โดยปกติแล้ว ของเหลวเหล่านั้นจะลดพลังงานที่พื้นผิวให้เหลือน้อยที่สุดโดยการแตกตัว
เป็นหยด
พฤติกรรมนี้เกิดจากความไม่เสถียร และเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับโลหะเหลว ซึ่งมีแรงตึงผิวที่สูงกว่า (และความหนืดที่ต่ำกว่ามาก) กว่าของเหลวที่อุณหภูมิห้อง เช่น น้ำ ผลกระทบของความไม่เสถียรสามารถระงับได้ด้วยการยิงของเหลวจากหัวฉีดด้วยความเร็วสูง แต่สำหรับโลหะ
กระแสดังกล่าวมีอายุสั้น และเคลื่อนที่ต่อไปเพียงเล็กน้อยก่อนที่จะแตกตัวเป็นหยด ผิวออกไซด์ไหลในการศึกษาของพวกเขา Song และสมาชิกในทีมวิจัยที่นำโดยนักฟิสิกส์ และนักเคมีได้เอาชนะปัญหานี้ด้วยการฉีดของเหลว เข้าไปในอ่างอิเล็กโทรไลต์ที่มีน้ำเป็นส่วนประกอบ ในเวลาเดียวกัน
พวกเขาใช้แรงดันไฟฟ้าเล็กน้อยกับของเหลว ศักยภาพที่ใช้นี้กระตุ้นปฏิกิริยาออกซิเดชั่นที่ส่วนต่อประสานระหว่างของเหลว ทำให้เกิดผิวออกไซด์บาง ๆ ที่ไหลบนพื้นผิวโลหะ เมื่อขึ้นรูปแล้ว ผิวหนังนี้จะลดแรงตึงผิวของโลหะจากมากกว่า 500 mN/m เหลือน้อยกว่า 0.1 mN/m ซึ่งต่ำกว่าน้ำอย่างมาก
ต่อจากนั้น สตรีม EGAIn สามารถรักษารูปร่างทรงกระบอกเริ่มต้นได้นานขึ้นและในระยะทางที่ไกลขึ้น ก่อนที่จะแตกตัวเป็นหยด นักวิจัยเปรียบเทียบผลกระทบนี้กับการเพิ่มโมเลกุลของสบู่ลงในน้ำ แม้ว่าในกรณีนี้ แรงตึงผิวเดิมของโลหะสามารถกลับคืนมาได้ง่ายๆ โดยการถอดแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ออก
เส้นใยคล้ายเส้นผม นักวิจัยใช้เทคนิคนี้ในการผลิต “สายไฟ” ทรงกระบอกของ EGAIn ตามความต้องการและแบบเรียลไทม์ สายน้ำเหล่านี้มีคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์มากมาย รวมถึงอายุการใช้งานที่ยาวนานและความเร็วประมาณ 1 ซม./วินาที ซึ่งช้ากว่าความเร็วของหัวฉีดที่ต้องใช้ในเทคนิค
ก่อนหน้า
อย่างมาก นอกจากนี้ ลวดยังสามารถทำให้บางลงจนเหลือเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 0.1 มม. เกิดเป็นเส้นใยคล้ายเส้นผมที่ไหลและงอได้ในระยะทางไกลนอกจากนี้ ทีมงานยังพบว่าแรงตึงผิวของสตรีม (และตามมาด้วยรูปร่างของมัน) สามารถปรับให้ละเอียดได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้
นอกเหนือจากการผลิตเส้นลวดทรงกระบอกแล้ว พวกมันยังสามารถสร้างสัณฐานวิทยาที่หลากหลาย เช่น ลูกโป่ง กลุ่มก้อน และแฟร็กทัลที่เหมือนต้นไม้ การควบคุมรูปร่างเหล่านี้ในระดับสูงอาจทำให้นักวิจัยมีเครื่องมือใหม่ที่มีประสิทธิภาพสำหรับการศึกษาและจัดการกับพฤติกรรมของของไหล
นอกจากความเกี่ยวข้องกับการวิจัยพื้นฐานแล้ว Song และเพื่อนร่วมงานยังเชื่อว่าเทคนิคของพวกเขาซึ่งอธิบายไว้ใน PNAS ยังสามารถสร้างสายนำไฟฟ้าที่บางและยืดได้ด้วยการเคลือบอิเล็กโทรไลต์ที่มีกระแสโลหะเหลวด้วยเปลือกยืดหยุ่น ตอนนี้พวกเขาหวังที่จะสำรวจการใช้งานที่เป็นไปได้มากมาย
ข้อได้เปรียบที่สำคัญของ NMR คือสามารถหาปริมาณดิวเทอเรียมสำหรับแต่ละตำแหน่งในโมเลกุลที่มีไฮโดรเจนซึ่งไม่เทียบเท่าทางแม่เหล็ก ตัวอย่างเช่น สำหรับเอทานอล เป็นไปได้ที่จะระบุปริมาณดิวเทอเรียมของกลุ่มเมทิล (CH 2 D) และกลุ่มเมทิลีนแอลกอฮอล์ (CHD(OH)) แยกจากกันในสเปกตรัม NMR
ของดิวทีเรียม ปริมาณดิวทีเรียมที่มีอยู่ตามธรรมชาติต่ำหมายความว่าจำเป็นต้องพิจารณาโมเลกุลที่มีดิวทีเรียมเพียงอะตอมเดียวเท่านั้น ปริมาณดิวเทอเรียมในไวน์บ่งบอกได้อย่างไรว่ามีการปลอมปน? สิ่งนี้เป็นไปได้เนื่องจากปริมาณดิวทีเรียมในน้ำในไฮโดรสเฟียร์และชีวมณฑลไม่คงที่
ตัวอย่างเช่น
น้ำแข็งที่ขั้วโลกใต้มีปริมาณดิวทีเรียมต่ำมาก โดยมีอัตราส่วนดิวทีเรียมต่อไฮโดรเจนประมาณ 90 ส่วนในล้านส่วน (ppm) ในขณะที่น้ำทะเลมีค่าประมาณ 156 ppm ความผันแปรตามธรรมชาตินี้เกิดจากผลกระทบทางอุณหพลศาสตร์และจลน์ศาสตร์ที่เกิดขึ้นระหว่างวัฏจักรของน้ำ
เมื่อน้ำระเหยจากมหาสมุทรและตกตะกอนเหนือพื้นดิน การคายน้ำของพืชยังเอื้อให้ไอโซโทปที่เบากว่า นำไปสู่ปริมาณดิวเทอเรียมที่มากขึ้นในน้ำที่มีอยู่ในพืช ปริมาณดิวทีเรียมในน้ำในพืชใดๆ รวมถึงเถาองุ่นที่ใช้ในการผลิตไวน์ ดังนั้น จึงขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายอย่างที่อาจเกี่ยวข้องกับสภาวะภูมิอากาศ
ระหว่างการเจริญเติบโตของพืช นอกจากนี้ น้ำในพืชยังใช้ในการสังเคราะห์ด้วยแสงของสารเคมีต่าง ๆ โดยเฉพาะในการผลิตกลูโคส สิ่งนี้จะถ่ายโอนปริมาณไอโซโทปของน้ำไปยังกลูโคสและน้ำตาลอื่นๆ ที่มีอยู่ในพืช ซึ่งหมายความว่าทั้งเมแทบอลิซึมและสรีรวิทยาของพืชมีอิทธิพลต่อปริมาณดิวทีเรียม
ขั้นสุดท้ายของน้ำตาล ปริมาณดิวทีเรียมในน้ำตาลจึงเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีถึงแหล่งกำเนิดทางพฤกษศาสตร์
แม้ว่าน้ำตาลจะยากเป็นพิเศษในการศึกษาด้วยดิวทีเรียม NMR แต่ก็เป็นไปได้ที่จะตรวจพบปริมาณดิวทีเรียมของกลุ่มเมทิลในเอทานอล ซึ่งผลิตขึ้นระหว่างการหมักไวน์ด้วยยีสต์ เอทานอลมีส่วนรับผิดชอบ
ต่อปริมาณแอลกอฮอล์ส่วนใหญ่ของไวน์ และยังคงรักษาอัตราส่วนดิวทีเรียมต่อไฮโดรเจนซึ่งเป็นตัวแทนของน้ำตาลที่ผลิตได้ ดังนั้นจึงสามารถใช้ NMR เชิงปริมาณเพื่อตรวจสอบว่าเอทานอลที่มีอยู่ในไวน์มีต้นกำเนิดมาจากน้ำตาลตามธรรมชาติในองุ่นหรือไม่ หรือมีการเติมน้ำตาลชนิดอื่น
เพื่อเพิ่มปริมาณแอลกอฮอล์หรือไม่ แนวทางปฏิบัตินี้หรือที่รู้จักกันในทางการค้าว่า “การทำสำเนา” ได้รับอนุญาตในสหภาพยุโรป แต่จะต้องอยู่ในขอบเขตที่กำหนดเท่านั้น วิธีง่ายๆ ในการใช้ NMR เพื่อตรวจหาน้ำตาลในไวน์คือการเปรียบเทียบปริมาณดิวเทอเรียมของไวน์ที่กำลังทดสอบกับไวน์แท้จากแหล่งกำเนิด
credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์
