3:30 ص
فيزياء الكم
قال تشارلز ج. ريوردان ، نائب الرئيس للبحوث والمنح الدراسية والابتكار: "إن UD متحمسة لإضافة هذه الأداة الجديدة والمحدثة إلى مجموعة أدوات فحص المواد بدقة عالية". "مع هذه الإمكانية ، سيتمكن أعضاء هيئة التدريس والطلاب والعاملون في جامعة UD من دفع عجلة البحث والتعليم إلى الأمام في مجموعة واسعة من المجالات ، من الهندسة إلى العلوم الفيزيائية إلى المحافظة على الفن".
سيساعد المجهر الجديد الباحثين على الذهاب إلى حيث لم يتمكنوا من قبل. لم يكن لدى النطاقات السابقة قوة فائقة الدقة وكشف للكيمياء هذا واحد لديه.
وقال كارل بوكش ، أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية وقوة الحشد وراءه ، "سيسمح هذا المجهر للعلماء برؤية أشياء أصغر بعشرة آلاف مرة من قطر شعرة الإنسان - بالإضافة إلى توفير معلومات مفصلة حول كل من سطح المادة وكيميائها". اقتراح UD الناجح للمؤسسة الوطنية للعلوم. حصلت NSF على منحة بقيمة 558،228 دولارًا من برامج الأجهزة الرئيسية للأجهزة البحثية والكيمياء البحثية وبرنامج التأسيس لتحفيز البحوث التنافسية (EPSCoR). ساعد مكتب أبحاث UD أيضًا في دعم تكلفة الأداة ، التي تم شراؤها من Horiba ، المزود الرائد لأنظمة القياس التحليلية والعلمية.
هذه الأداة الجديدة عبارة عن "twofer علمي" تجمع بين مجهرين في واحد. يقوم مجهر رامان ، الذي سمي على اسم الفيزيائي الهندي الراحل والسيد تشاندراشيخارا فينكاتا رامان ، بمسح عينة من الليزر ، يتفاعل مع اهتزازات جزيء الاهتمام ، وينثر الضوء. هذه الأنماط الضوئية بمثابة "بصمات أصابع" لتحديد الجزيئات ولدراسة الروابط الكيميائية ودرجة التفاعل مع الجزيئات الأخرى.
يقوم مجهر القوة الذرية بمسح عينة باستخدام مسبار صغير ينتج عنه معلومات حول السطح ، مثل التضاريس ، الصلابة ، الخواص الكهربائية والحرارية. هذا المسبار ، المجهز بالذهب ، يكاد يكون "حادًا ذريًا" ، مما يعني أنه قادر تقريبًا على اكتشاف ذرة واحدة.
الجمع بين كل من التقنيات في مجهر واحد يسلم مجموعة من المعلومات في وقت واحد. وهذا أمر مهم بالنسبة لعدد من الدراسات في جميع أنحاء الجامعة ومع المتعاونين في هذا المجال ، وكذلك المؤسسات الشريكة مثل متحف وينترثور.
وضع النطاق للعمل
خلال صيف عام 2019 ، استخدم طالب الدكتوراه ديفون هوو والسافانا تاليدو الجامع ، وهو طالب في كلية ووفورد يشارك في مبادرة قيادة العلوم والهندسة التي تمولها جبهة الخلاص الوطني في جامعة ولاية نيويورك ، المجهر الجديد لدراسة ملوثات الهواء. يمكن لجزيئات الغاز الصغيرة الناتجة عن عوادم المركبات والسخام الناتج عن حرق الفحم أن تغذي تغير المناخ وتزيد من خطر الإصابة بالربو وأمراض الرئة وأمراض القلب وغيرها من المشكلات الصحية. ساعد المجهر في تحديد حموضة الجسيمات المحمولة بالهواء ، مما يؤثر على سرعة نموها في الغلاف الجوي.
وقال موراي جونسون أستاذ الكيمياء والكيمياء الحيوية الذي يقود المشروع "فهم الحموضة يمكن أن يساعدنا في تحسين التنبؤات بكيفية تأثير الجسيمات المحمولة جوا على صحة الإنسان والمناخ". "في المختبر التقليدي ، تقاس الحموضة بمقياس درجة الحموضة. ومع ذلك ، فإن هذا النهج لا يعمل بالنسبة للجزيئات المحمولة بالهواء على مقياس حجم الميكروميتر ، ومن ثم الحاجة إلى مقاربات قياس جديدة مثل صورة رامان المصغرة".
كان هوو سعيدًا بالوصول إلى الأداة الجديدة لعملها.
"أنا أهتم بصحة بيئتنا" ، قالت. "هذا المشروع يسمح لي بالمساهمة في تحسين فهمه وحمايته."
سيركز الخبراء في مختبر وينتور للبحث العلمي والتحليل على المجهر على المجموعات القيمة للمنسوجات التاريخية في المتحف ، وكذلك لوحات التصدير الصينية من القرنين الثامن عشر والتاسع عشر ، وفقًا لجوسلين الكانتارا غارسيا ، أستاذ مساعد ومحاضر مشارك في المنحة. في النصف الأول من القرن التاسع عشر ، مع زيادة التجارة الخارجية بسبب افتتاح الموانئ في الصين ، تم استيراد عدد كبير من الأصباغ الكيميائية الصناعية الغربية إلى الصين. قبل مضي وقت طويل ، استبدلت هذه الأصباغ التي من صنع الإنسان الأصباغ المعدنية والنباتية التي استخدمها الرسامون الصينيون تقليديًا في أعمالهم الفنية ، من الألوان المائية إلى الزجاج المرسوم عكسياً. سيساعد المجهر الجديد علماء الحفظ على فهم أفضل لهذه الفترة الانتقالية.
وقالت الكانتارا غارسيا إنها ستستخدم الأداة لفهم المثبتات التي استخدمت لتعيين الصبغة في المنسوجات التاريخية ، والتي ستساعد صانعي النسيج وغيرهم من المتخصصين في المتاحف على تحديد آليات التدهور والتدخلات المحتملة.
الآن ، حول تلك النيازك ... في تعاون بدأ عندما التحق بكلية UD قبل عقد من الزمن ، يعمل Booksh مع كبير علماء ميرك جوزيف ب. سميث ، الذي حصل على الدكتوراه في الكيمياء التحليلية في UD ، ومع فرانك ماري سميث كلية ماريتا ، الذي حصل على الدكتوراه في الجيولوجيا في UD ، لفتح بعض أسرار الكواكب من خلال أدلة قدمتها النيازك القمرية ، المريخية والكويكبات. جاءت العينات إلى فريق يتمتع بسلطة جيدة - من مركز جونسون للفضاء التابع لناسا ومن سميثسونيان.
يكمن اهتمام الفريق الأساسي في التركيب الكيميائي لهذه الصفات وخصائصها ، والتي تحتوي على "جيوب صدمية" تم إنشاؤها من جميع أنواع التكسير والذوبان التي حدثت عندما أصابت الأرض. كيمياءهم يمكن أن تساعد في الكشف عن الجيولوجيا وأجواء كواكبهم المنزلية. وقال سميث إن العمل يمكن أن يساعد أيضًا في البحث عن الحياة على سطح المريخ في بعثات ناسا 2020 والوكالة الفضائية الأوروبية.
وقال سميث: "سيكون لدى كلا من ناسا وإيسا كلاهما ، لأول مرة ، مطياف رامان للمساعدة في توصيف المواد السطحية المريخية". "على هذا النحو ، قد يساعد عملنا في البحث عن النيازك في تعزيز البحث عن الحياة على كوكب المريخ من خلال تطوير منهجيات مثالية لجمع البيانات وتحليلها."
تعمل Booksh and Smith أيضًا على مشكلات أخرى مثيرة للاهتمام هنا على الأرض — كمتعاونين في مشروع Merck & Co. Inc. و UD يركزان على التطبيقات الصيدلانية. سوف يبحث الفريق في تعدد الأشكال في تطور الدواء - قدرة المادة الصلبة على الوجود في شكلين أو أكثر من الأشكال البلورية ، ولكل منها خصائص فيزيائية وكيميائية مختلفة إلى حد كبير. تعد البوليمورف مصدر قلق خاص لصناعة الأدوية لأن أحد هذه الأشكال قد يكون سامًا ، ولدي أكثر من 50 بالمائة من المكونات الصيدلانية الفعالة أكثر من بوليمورف واحد.
وقال سميث: "نأمل في تطوير الجيل القادم من التقنيات التحليلية التي ستساعد في حل هذه التحديات المعقدة التي تواجه صناعة الأدوية".
ليست هناك تعليقات: