Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 
(а) Схема эксперимента, (b) амплитуда движения во временном окне 20 с и положение частицы в течение двух временных окон 40 мс (вставки), (с) амплитуда движения в течение всего 3000 с измерения одной микросферы.

Милликен: перезарядка

Ключевые слова:  коллоидные микросферы, электронные чернила

Опубликовал(а):  Уточникова Валентина Владимировна

20 февраля 2012

Всегда полезно перечитывать классику, и Филип Бенис с коллегами, несомненно, с этим согласится. Их расширение знаменитого эксперимента с частицами Роберта Милликена позволило беспрецедентное разрешение индивидуальных событий по зарядке и разрядке на поверхности твердое/жидкость. В экспериментах Милликена вековой давности заряженные капли масла помещались в электрическом поле и были уравновешены двумя силами, а именно электрической и силой тяжести. В результате можно определить заряд капли, висящей в воздухе, зная ее массу.

"Проводя тот же эксперимент в жидкости, а не в воздухе, мы наткнулись на много трудностей", говорит проф. Филип Бенис из Гентского университета. "Движение частиц жидкости гораздо более случайно, чем в воздухе, из-за столкновений с молекулами жидкости (это и есть Броуновское движение), и заряд меняется намного быстрее". Проф. Бенис и его коллеги описали в своей статье в Physical Review Letters, как подход Милликена может быть распространен исследование заряда частицы также и в жидкости. "В эксперименте мы фиксируем коллоидные микросферы из PMMA с помощью оптической ловушки в неполярной жидкости. Степень, в которой на частицы влияет приложенное затем электрическое поле, зависит от заряда частицы. Определяя положение частиц с помощью коаксиального луча можно определить их заряд по изменению траектории движения частиц во время того, как к ним приложено синусоидальное электрическое поле. Дискретные уровни значения заряда, получаемые в результате этих измерений, свидетельствуют о наличии индивидуальных событий, а сами эти значения с точностью до 10% соответствуют общепризнанному значению заряда электрона. "Мы используем очень высокое напряжение, чтобы убедиться, что движение под действием электрической силы намного больше, чем случайное броуновское движение".

Скорость и точность метода являются неотъемлемой частью его успеха. Но наиболее перспективным аспектом эксперимента, возможно, является именно стабильность оптической ловушки, которая позволила Ф. Бенису и соавторам проводить измерения в течение длительного времени, достаточного для проведения статистического анализа, позволившего получить реалистичную физическую модель механизма зарядки поверхности.

Этот эксперимент дает новое понимание поведения заряженных микрочастиц, которое можно использовать и для коммерческих приложений. Примером может служить так называемые электронные чернила, которые используются в относительно новом типе дисплеев. Дисплеи похожи на обычную бумагу, имеют высокую контрастность и очень хорошо читаются даже под прямыми солнечными лучами. Сами электронные чернила в таких дисплеях состоят из тонкого слоя маслянистой жидкости, содержащей белый и черный пигменты. Черные частицы пигмента имеют отрицательный электрический заряд, а белые – положительный. Под воздействием электрического напряжения проявляются или только белые, или только черные частицы, что и позволяет формировать изображение. К сожалению, сегодня смена цветов происходит слишком медленно, а большинство дисплеев пока что только черно-белые. "Наши эксперименты демонстрируют новый метод изучения процессов зарядки и разрядки частиц при исследовании электронных чернил. Понимание этих процессов играет важную роль в создании электронных чернил с улучшенными свойствами, необходимыми, например, для создания цветной электронной бумаги".


Источник: Phys. Rev. Lett.



Комментарии
Макаров Эдгар Михайлович, 23 февраля 2012 20:35 
"Их расширение знаменитого эксперимента с частицами Роберта Милликена позволило беспрецедентное разрешение индивидуальных событий по зарядке и разрядке на поверхности твердое/жидкость."
понятно написано
Да, с русским языком явные нелады.

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Тетраподы ZnO
Тетраподы ZnO

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.