بحران کم آبی بیداد می‌کند ؛ علم برای مقابله با بی آبی چه راهکاری دارد؟

مطلب بحران کم آبی بیداد می‌کند ؛ علم برای مقابله با بی آبی چه راهکاری دارد؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

بحران کم آبی سیاره خاکی ما را تهدید می‌کند. منابع آب شیرین هرساله در حال کم شدن است و این موضوع به وضوح برای ما ایرانیان قابل لمس است. خشک شدن رودخانه های بزرگ ایران، عقب نشینی بسیار زیاد آب در دریاچه ارومیه، خشک شدن باتلاق‌ها، دریاچه هامون و … بخشی از این ماجرای تلخ...

مطلب بحران کم آبی بیداد می‌کند ؛ علم برای مقابله با بی آبی چه راهکاری دارد؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

جدیدترین دستگاه تولید آب شیرین ؛ آیا حل بحران کم آبی نزدیک است؟

مطلب جدیدترین دستگاه تولید آب شیرین ؛ آیا حل بحران کم آبی نزدیک است؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

با استفاده از یک ترکیب نوآورانه از نور خورشید و هیدروژل‌ها، دستگاه تولید آب شیرین جدیدی طراحی شده است که دانشمندان به وسیله آن توانسته‌اند، تقریبا از هر منبعی حتی آب‌های شور دریای مرده (Dead Sea) نیز آب آشامیدنی سالم تولید کنند. حتی بدون اشاره به وقوع یک فاجعه طبیعی یا اضطراری در هرنقطه‌ای از...

مطلب جدیدترین دستگاه تولید آب شیرین ؛ آیا حل بحران کم آبی نزدیک است؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

آموزش تبدیل اتومبیل بنزینی و گازی به آب سوز ؛ آیا واقعا می‌توان یک خودروی آب‌سوز ساخت؟

مطلب آموزش تبدیل اتومبیل بنزینی و گازی به آب سوز ؛ آیا واقعا می‌توان یک خودروی آب‌سوز ساخت؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

آموزش تبدیل اتومبیل بنزینی و گازی به آب سوز به صورت عملی و تئوری توسط تکراتو ارائه می‌شود، در این مطلب خواهید فهمید که چگونه می‌توان یک خودروی آب سوز ساخت و اینکه آیا ساخت یک ماشین آب‌سوز به صرفه است؟ حتما این مقاله را با دقت مطالعه کنید. خودروی آب سوز ؛ آب به...

مطلب آموزش تبدیل اتومبیل بنزینی و گازی به آب سوز ؛ آیا واقعا می‌توان یک خودروی آب‌سوز ساخت؟ برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

شهادت آب ؛ ترویج خرافه به سبک ژاپنی یا علمی ناشناخته!

مطلب شهادت آب ؛ ترویج خرافه به سبک ژاپنی یا علمی ناشناخته! برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

شهادت آب شاید عبارت عجیبی باشد، اما ادعا می‌شود که آب می‌تواند مفاهیم و واژه های انسانی را بفهمد. در این زمینه ماسارو ایموتو آزمایشات فراوانی آنجام داد؛ اما آیا آزمایش ایموتو، ویژگی‌های یک آزمایش علمی را دارا بود؟ به بیان دیگر، آیا واقعا آب از افکار ما تاثیر می‌پذیرد؟ ماسارو ایموتو درباره شهادت آب چه...

مطلب شهادت آب ؛ ترویج خرافه به سبک ژاپنی یا علمی ناشناخته! برای اولین بار در وب سایت تکراتو - اخبار روز تکنولوژی نوشته شده است. - تکراتو - اخبار روز تکنولوژی - - https://techrato.com/

محققان سرانجام علت رفتار متفاوت مولکول‌ آب نسبت به دیگر مایعات را کشف کردند

آب، این مایع حیات، پدیده‌ای بسیار عجیب و شگفت‌انگیز است. درحقیقت آب شبیه هیچ مایع دیگری رفتار نمی‌کند. دانشمندان برای درک عجایب مولکول آب از چارچوب‌های فکری معمول خارج شده‌ و به فراتر از آن نگریسته‌اند و سرانجام علت این رفتارهای متفاوت را در سازمان‌دهی ساختار آن یافته‌اند.

یکی از عجیب‌ترین ویژگی‌های آب، تراکم غیر عادی آن است. به طور معمول مایعات با کاهش دما متراکم‌تر می‌شود اما آب در دمای چهار درجه سانتی‌گراد به حداکثر تراکم خود می‌رسد و نه تنها با کاهش بیشتر دما متراکم‌تر نمی‌شود، بلکه از تراکم آن نیز کاسته می‌شود. وقتی دما به صفر درجه سانتی‌گراد برسد و آب یخ بزند، تراکم یخ کمتر از آب مایع خواهد بود. به همین علت است که یخ می‌تواند بر روی آب شناور بماند و منجمد شدن آن نیز از بخش‌های سطحی به زیرین آغاز شود.

آب از لحاظ کشش سطحی در بین تمام مایعات بعد از جیوه در رتبه دوم قرار می‌گیرد. این همان عاملی است که به عنکبوت‌ها امکان می‌دهد تا بر روی آب شناور بمانند و بدون آن‌که در آن فرو بروند در سطح آن حرکت کنند. در صدر این ویژگی‌های عجیب و جالب آب، نقطه جوش غیرمعمولی و بالای آن قرار دارد. اگر آب را با دیگر مایعات مقایسه کنید متوجه خواهید شد که بسیاری از مواد شیمیایی به طرز شگفت‌انگیزی در آن حل می‌شوند. در حقیقت آب را می‌توان مادر حلال‌ها نامید.

دانشمندان برای درک بهتر این ویژگی‌های جذاب و عجیب آب، سری به درون ساختار مولکولی و لایه‌های تشکیل دهنده آن زده‌اند تا پرده از رازهای مایع حیات بردارند. آب در دمای اتاق و هم‌چنین به حالت یخ، دارای ساختار مولکولی چهار وجهی (Tetrahedral) است. به این معنا که هر مولکول آب با چهار مولکول دیگر تشکیل پیوند می‌دهد و یک ساختار هرمی کامل را به وجود می‌آورد.

محققان دانشگاه بریستول و دانشگاه توکیو با همکاری یکدیگر و با کمک گرفتن از یک ابر‌کامپیوتر و مدل‌سازی کامپیوتری، اقدام به ایجاد تغییراتی در ماهیت ساختار هرمی شکل مولکول آب کرده‌اند. آن‌ها با ایجاد این تغییرات توانسته‌اند رفتار آب را به دیگر مایعات شبیه‌تر کنند. برای مثال یخی متراکم‌تر از آب مایع ساخته‌اند که می‌تواند به زیر آب فرو رود. طبق گفته این تیم تحقیقاتی، آن‌ها بر روی تمام ویژگی‌های عجیب آب کار کرده‌اند و نتایج حاصل نشان می‌دهد که رفتار متفاوت آب نسبت به دیگر مایعات مستقیما به نحوه چیدمان و ساختار مولکولی خاص آن مربوط می‌شود.

جان روسو سرپرست تیم تحقیق نیز در ادامه ابراز داشت: “ما با این روش توانسته‌ایم دریابیم آن‌چه که آب را دارای ویژگی‌های منحصر‌ به‌فرد کرده است، مربوط به نظم قرار‌گیری مولکول‌ها از جمله ساختار چهار‌ وجهی آن بوده است. چهار بخش این مولکول هرمی قادرند خود را به صورتی سازمان‌دهی و تنظیم کنند که مولکول آب را در مرکز این هرم بین خود به اشتراک بگذارند، بدون آن‌که دارای ذره‌ای هم‌پوشانی باشد. وجود چنین سازمان‌دهی بی‌نظیری در ساختار مولکول‌های آب به همراه سازمان‌دهی‌های مختلط و فاقد نظم سبب بروز این انعطاف‌پذیری و رفتار شگفت‌انگیز آب می‌شود.”

ویژگی جالب دیگر مربوط به توانایی بالا در تحمل فشار است. این یعنی نمی‌توان به راحتی آن را فشرده کرد و به این خاطر بوده که آب می‌تواند به اطراف خود فشار وارد کند. به همین علت، زمانی که آب درون رگ‌های بدن جریان‌ دارد می‌تواند با سرعت و قدرت بالایی سلول‌های خونی را منتقل کند. ضمنا از آ‌ن‌جایی که آب یک حلال بسیار خوب است، می‌تواند مواد غذایی مورد نیاز بدن را در خود حل کند و برای مصرف در اختیار سلول‌ها قرار دهد.

حتی چگالی پایین یخ نسبت به آب نیز به ادامه زندگی و چرخه حیات کمک می‌کند. کافی است لحظه‌ای تصور کنید که اگر در یک دریاچه از زیر شروع به یخ زدن می‌کرد، زندگی تمام آبزیان ساکن آن به پایان می‌رسید. همین چگالی پایین یخ نیز دلیل انبساط آب در زمان منجمد شدن آن است که به نوبه خود به شکل‌گیری حیات در سیاره زمین کمک کرده است. در مناطق سردسیر، آب در بین صخره‌ها یخ می‌زند و سبب خورد شدن آن‌ها از داخل می‌شود که این عمل در طی میلیون‌ها سال تداوم موجب به وجود آمدن خاک در کره زمین شده است.

نوشته محققان سرانجام علت رفتار متفاوت مولکول‌ آب نسبت به دیگر مایعات را کشف کردند اولین بار در پدیدار شد.

آیا رویای زندگی در مریخ سرانجام محقق می‌شود؟

در زیر سطح مریخ مقدار زیادی یخ محبوس شده است. اما این یخ دارای چه ویژگی‌هایی بوده و خلوصش چقدر است؟ در چه عمقی قرار دارد؟ بلور‌های آن به چه شکلی درآمده‌اند؟ تمام این موارد برای زمین‌شناسان سیارات هنوز یک راز باقی مانده است.

این مسائل برای افرادی که برای ماموریت های فضایی برنامه‌ریزی می‌کنند، بسیار با اهمیت است. بازدیدکنندگان آینده مریخ، چه آنهایی که برای یک دوره کوتاه مهمان مریخ هستند چه مهاجرانی که قرار است در آنجا ساکن شوند، لازم است اطلاعات کاملی در مورد این ذخایر یخ در زیر مریخ کسب کنند زیرا باید از این یخ‌های مریخی برای نوشیدن، رشد محصولات و تامین هیدروژن مورد نیازشان به عنوان سوخت، استفاده کنند.

MARS

فعلا مشکل، خاک و غبار، صخره‌ها و دیگر آلودگی‌های سطحی مریخ است که شرایط را برای مطالعه این مواد دشوار ساخته است. کاوشگر‌های ارسال شده به مریخ نیز تنها قادر به کندن و حفاری چند سانتی‌متر از سطح مریخ هستند و رادار‌ها می‌توانند به محققان این امکان را بدهند که از عمق چند ده متری زیر سطح مریخ اطلاعاتی بدست آورند. با این حال هنوز به طور کامل مشخص نیست که مکان‌های یخی در عمیق بیست‌متری یا بیشتر وجود دارند یا خیر.

خوشبختانه هنوز نیروی قدرتمند فرسایش وجود دارد تا محققان بتوانند ناراحتی ناشی از ضعف کاوشگر‌های حفار و رادار‌ها را به فراموشی بسپارند. یک منطقه از سطح مریخ که در طول زمان دچار فرسایش شده، یک دسترسی مستقیم به لایه‌های زیرین سطح مریخ و یخ‌هایی که در آنجا انباشته شده‌اند را می‌دهد.

اکنون دانشمندان چنین مکانی را در مریخ یافته‌اند. در حقیقت آنها با کمک HiRISE که یک دوربین قدرتمند در مدار مریخ با ماموریت شناسایی است، توانسته‌اند چندین مکان مناسب را شناسایی کنند.

در مجله ساینس که این هفته منتشر شد، محققان به سرپرستی Colin Dundas از زمین شناسان USGS، اطلاعات دقیقی از مشاهده هشت منطقه در مریخ را که در سطح وسیع دچار فرسایش شده‌اند و برشی از یک شیب یخی زیرزمینی کشف شده را معرفی نمودند. این تنها به منزله کشف مقداری آب نیست (چون برای کسی پوشیده نیست که در مکان‌های خاصی از مریخ مقادیر زیادی از آب وجود دارد) بلکه به معنای درست درآمدن وعده آن‌هاست. این رسوبات یخی از عمق یک متری سطح مریخ آغاز شده‌اند و تا عمق ۱۰۰متری ادامه می‌یابند. هرچند محققان هنوز حجم یخ موجود را تخمین نمی‌زنند با این حال با توجه به سطحی بودن لایه یخی این احتمال می‌رود که گستره یخی مریخ بسیار زیادتر ‌از حد تصور باشد. همچنین آنچه که در ظاهر دیده می‌شود، نشان از خلوص بالای یخ یافت شده است.

MARS

ناسا معتقد به استفاده از منابع فضایی خود محل است و مورد استفاده قرار گرفتن این منابع را برای بقا در اعماق فضا ضروری می‌داند به همین علت برنامه‌ ریزان ISRU، علاقه ویژه‌ای به دانستن عمق یخ و میزان خلوص یخ‌های مریخ دارند که تا چه حد آمیخته به ذرات مریخی هستند زیرا هر چه یخ دست نخورده‌تر و سطحی‌تر باشد به انرژی کمتری برای استخراج و تصفیه آن نیاز است.

یخ‌هایی که فعلا یافت شده‌اند دارای بلور‌های خالص نیستند. در طی سال‌ها، مشاهدات حاکی از آن است که یخ‌ها به مرور زمان و به آرامی طی فرایند تصعید و تبادلات آب با اتمسفر، از دست می‌روند و شواهد موجود از خروج صخره‌ها و رسوبات از زیر لایه‌های یخ حاکی از این فرایند است، چون آثار این روند کاهشی باقی می‌ماند. دوناس و همکارانش این نظریه را مطرح کرده‌اند که احتمالا در ابتدا برف، طی دور‌ه‌ای میلیون ساله، بر سطح مریخ قرار گرفته است. محققان معتقدند رابطه بین مواد صخره‌ای کاملا یخ زدهِ یافت شده با دوره‌های برفی کاملا روشن است.

ریچارد زورک محقق ارشد آزمایشگاه پیشرانش جت برنامه مریخ که در این تحقیق حضور داشته، در این باره می‌گوید: “شما در مریخ هرگاه چیز درخشانی را ببینید، معمولا به معنای یخ است” او با اشاره به اینکه همه چیز در مریخ یک مقدار درخشانی دارد گفت: سنجش میزان سپیدایی این مواد درخشان شناسایی شده بسیار زیاد است و این امر نشان می‌دهد این مواد، زمین یخ زده نیستند بلکه آب یخ زده هستند که تبدیل کردن آن‌ها به آب به عنوان یک منبع بسیار دشوار است.

MARS

پس از همین حالا چمدان خود را برای سفر به مریخ نبندید! تمام این هشت مکانی که دوناس و همکاران مشاهده کرده‌اند همگی در مدار میانی مریخ بین عرض‌های ۵۵ تا ۶۰ درجه شمالی و جنوبی استوای مریخ قرار گرفته‌اند، جایی که درجه حرارت بسیار پایین است. در حالی‌که در بیشتر ماموریت‌‌های ناسا، کاوشگر‌ها در بین عرض‌های ۳۰ درجه از استوا فرود آمده‌اند که سفر‌های آینده مریخ نیز احتمالا در همین ناحیه باشد. به قول زورک: “اگر می‌خواهی گرم بمانی بهتر است در هاوایی باشی نه در آلاسکا”

اما طبیعی است که در مناطق گرم‌تر نیز یخ‌ها در عمق بسیار بیشتر هستند، جایی که دسترسی به آن بسیار دشوار‌تر است. زورک می‌گوید: “پس باید قبل از اینکه اردوگاه خود را برپا کنید در مورد این مسائل تحقیق نمایید”. دوناس نیز اشاره دارد: “من مطمئنم که تمام این نقاط روشن را پیدا نخواهیم کرد و از آن مطمئن‌ترم که به استوا هم نزدیک‌تر خواهیم شد”. مریخ‌نورد مریخ ۲۰۲۰ ناسا مجهز به یک رادار نفوذ زمینی است که به آن اجازه می‌دهد تا لایه‌های راز آلود سطحی مریخ را مورد بررسی قرار دهد. همچنین مریخ‌نورد سازمان فضایی اروپا به نام ExoMars که در سال ۲۰۲۰ پرتاب می‌شود، مجهز به یک دریل نمونه برداریِ زمین شناسی برای حفاری سطح مریخ تا عمق دو متری است.

گزینه دیگر برای تسریع عملیات بررسی لایه‌های مریخ، استفاده از شهاب سنگ مصنوعی است! دانشمندان این ایده را دارند تا با استفاده از اتمسفر رقیق مریخ و پرتاب ناقص فضاپیمای ارسال شده به آن، اقدام به برخورد عمدی‌اش با سطح مریخ کنند تا با تخریب و کنده شدن سطح مریخ به عمق چند متر بتوانند به لایه‌های عمیق‌تر از سطح مریخ دست یابند و با استفاده از ماهواره‌های موجود در مدار مریخ، آثار و نحوه برخورد را به زمین مخابره و بررسی کنند. هر چند زورک  می‌گوید: “هنوز چنین فناوری وجود ندارد اما به سرعت در حال توسعه است”.

MARS

خوشبختانه محققان هنوز مدتی وقت برای مشخص کردن دقیق مکان آب در مریخ دارند. البته احتمالا انسان پیش از سفر به اعماق فضا ابتدا سری به ماه بزند. با یک زمان‌بندی خوش‌بینانه می‌توان اعلام کرد که زمان ورود ما به سیاره سرخ نیز زودتر از سال ۲۰۳۰ نخواهد بود. البته همچنان نیز سوالاتی است که بی پاسخ مانده است. در کجا فرود آییم، تا کی در آنجا بمانیم و چه چیزی ما را با خود برمی‌گرداند! تمام این موارد بستگی به منابعی است که ما انتظارشان را می‌کشیم و فراموش نکنیم که چقدر باید زحمت بکشیم تا آنها را بدست بیاوریم.

نوشته آیا رویای زندگی در مریخ سرانجام محقق می‌شود؟ اولین بار در پدیدار شد.

براساس مطالعات جدید، احتمال دارد زیر سطح ماه آب فراوانی وجود داشته باشد

دانشمندان از 1960 تصور می‌کردند آب در ماه وجود داشته باشد. با شناسایی یخ در سطح ماهواره چاندریان-۱، فرض آنان تایید شد. اما به‌دلیل نبود اتمسفر و میدان مغناطیسی، اکثر آب توسط خورشید از بین می‌رود. امروز گروهی از دانشمندان مطالعات جدیدی مبنی بر وجود آب در زیر سطح ماه را در Nature Geoscience منتشر کردند.

دانشمندان از طیف‌سنج برای بررسی طول موج نورهای بازتاب شده از اشیا آسمانی استفاده می‌کنند؛ بدین ترتیب از ماده تشکیل دهنده سطح آن آگاهی پیدا می‌کنند. طیف‌سنج‌ها حرارت را نیز اندازه می‌گیرند که دقت مطالعه درباره ماه را بسیار بالا می‌برد، زیرا این قمر در طول روز بسیار گرم می‌شود.

تیم تحقیقاتی با اندازه‌گیری از چاندریان-۱ و نمونه‌هایی که در ماموریت‌های فضاپیماهای آپولو 17 و آپولو 15 بازیابی شده، پژوهش کردند. سپس، این داده‌ها را با دما و نقشه برای مناطق خاص ماه ترکیب کردند که آن‌ها را قادر به حذف حرارت از داده‌های طیف‌سنج کرد و منجر به نتایج شگفت‌انگیزی شد. تقریبا دانشمندان شواهدی از آب را در هر ته‌نشینی مواد مذاب آتشفشان پیدا کردند.

Ralph Milliken، نویسنده اول مطالعات در رابطه با این کشف گفت:

توزیع این ذخایر غنی آب بسیار مهم است. آن‌ها در سراسر سطح پراکنده شده‌اند، که به ما می‌گوید پیدا شدن آب در نمونه‌های آپولو شانسی نبود.

این خبر برای ناسا و دیگر دسته‌ها که در تلاش ساخت پایگاه دائم در ماه هستند، بسیار مهم بوده زیرا حفاری از سطح ماه برای آب می‌تواند بسیار ارزان‌تر از حمل آب از زمین باشد.

نوشته براساس مطالعات جدید، احتمال دارد زیر سطح ماه آب فراوانی وجود داشته باشد اولین بار در پدیدار شد.

براساس مطالعات جدید میزان آب موجود در مریخ بیشتر از پیش‌بینی‌های قدیم است

براساس مطالعات جدید میزان آب موجود در مریخ بیشتر از پیش‌بینی‌های قدیم است

براساس تحقیقات جدید، میزان آب موجود در مریخ بیشتر از پیش‌بینی‌های قبلی است. پایه این مطالعه بر روی کانی‌شانسی مریخ است. بعد از ایجاد یک نسخه مصنوعی از whitlockit (یک ماده معدنی غنی از هیدروژن) دانشمندان دانشگاه لاس وگاس در نوادا، این ماده معدنی را در شرایط سختی قرار دادند. بعد از قرار گرفتن در این شرایط، این ماده تغییر هویت داده و تبدیل به ماده‌ای دیگر شد. این ماده معدنی جدید Merrillite نام داشته که در سطح سیاره سرخ مریخ رایج است.

آقای Oliver Tschauner، پروفسور پژوهش در علوم زمین در UNLV که سرپرستی این تحقیقات را برعهده داشت در بیانیه مطبوعاتی خود اعلام کرد:

حتی اگر بخش کوچکی از merrillite موجود در مریخ قبلا whitlockite بوده‌اند، باید در دیدگاه خود مربوط به میزان آب موجود در این سیاره تجدیدنظر کنیم.

در طول این آزمایش فرآیند تغییر ماهیت whilockite به merrillite شبیه‌سازی شد و دانشمندان قادر به بازسازی فشارها و دماهای قابل مقایسه با زمان برخورد شهاب سنگ به زمین در کمتر از 100 میلیاردم ثانیه شدند. براساس گفته‌های محققان، درک این تغییر ماهیت در این زمان کوتاه امیدوارکننده است.

اگر اتفاقی که در این تحقیق رخ داده، در مریخ نیز انجام شود، ما شاهد میزان بیشتری آب نسبت به پیش‌بینی‌های گذشته در سطح مریخ خواهیم بود. این مطالعه می‌تواند مدارک دیگری نیز در دسترس ما قرار دهد، whitlockite می‌تواند در آب حل شده و شامل فسفر نیز باشد، عنصری که برای زندگی در زمین حیاتی است.

این یافته در کنار افشاگری‌های اخیر در رابطه با میزان آب موجود در مریخ قرار می‌گیرد. مریخ‌‌نورد کنجکاوی (Curiosity) در کاوش‌های خود به باقی مانده گل و لای دست پیدا کرده است. براساس برنامه موجود برای این مریخ‌نورد، کنجکاوی باید نمونه‌هایی از آب‌های زیرزمینی این سیاره را جمع‌آوری کند. بااین‌حال تنها چیزی که می‌تواند این تئوری‌ها را ثابت کند، بخشی از خود مریخ است.

Tschauner می‌گوید:

تنها حلقه گمشده برای اثبات این تحقیق، وجود whitlockite قبل از merrillite در مریخ است. ما برای چنین کاری باید به سراغ شهاب سنگ‌ها رفته و دنبال آثاری از آب باشیم.

نوشته براساس مطالعات جدید میزان آب موجود در مریخ بیشتر از پیش‌بینی‌های قدیم است اولین بار در پدیدار شد.

چرا شکر چسبناک است؟

چرا شکر چسبناک است؟

مواقعی پیش می‌آید که تشخیص تفاوت ظاهری نمک و شکر مشکل می‌شود. بنابراین شاید تا به حال برایتان پیش آمده باشد که یک کیک شور پخته باشید! اما اضافه کردن آب به هر کدام از این دوقلوهای دانه سفید، نتایج مختلفی در بر دارد. شکر و نمک، هر دو در آب حل می‌شوند. پس از حل شدن شکر، محلولی چسبناک به دست می‌آید؛ اما در مورد نمک این طور نیست.

پیوندهای هیدروژنی، دلیل کلیدی چسبندگی محلول شکر هستند. شکر به تنهایی، ماده‌ای جامد بوده که مولکول‌های آن شامل اتم‌های کربن، هیدروژن و اکسیژن است. بلورهای شکر آنچنان دست نخورده هستند که به راحتی می‌توان آن را غربال کرد و مانند مایع آن را جاری نمود. اما در حالت مایع، پیوندهای قوی پیشین اکسیژن-هیدروژن شکر، شروع به شکسته شدن کرده و اتم‌های هیدروژن جدا شده به دنبال ایجاد پیوند با اتم‌های دیگری می‌روند.

بعضی از اتم‌های هیدروژن به نزدیک‌ترین سطح می‌چسبند، بعضی‌ها به سمت مولکول‌های هیدروژن مایع دست درازی می‌کنند و بعضی دیگر، با اتم‌های هیدروژن و اکسیژن در شکر پیوند می‌خورند. نتیجه این است که یک خرابکاری به بار می‌آید! حتی اگر مقداری شکر را در دستان خود نگه دارید، مقداری از آن با عرق دستتان ترکیب شده و ماده چسبنده‌ای به وجود می‌آید. از طرفی، نمک از دو عنصر سدیم و  کلر تشکیل شده است. بنابراین هنگام انحلال نمک در آب، هیدروژنی سرگردان وجود ندارد که بخواهد هر طور شده خود را از غرق شدن نجات بدهد!

اما در مورد آب چطور؟ مولکول‌های آب نیز دارای هیدروژن هستند. بنابراین باید حکم چسبنده بودن، در مورد آب نیز مانند شکر صدق کند؛ اما این اتفاق در مورد آب نمی‌افتد. دلیلش این است که ساختار مولکول شکر بسیار پیچیده‌تر از آب است. هر مولکول شکر دارای 12 اتم کربن، 22 هیدروژن و 11 اکسیژن است. بنابراین تعداد پیوندهای هیدروژنی این مولکول، بسیار بیشتر از آب است. زمانی که  پیوندهای هیدروژنی در شکر گیر می‌افتند، شانس چسبیدن مولکول‌ها به هر سطحی که با آن در تماس هستند، از جمله دیگر مولکول‌های شکر، بیشتر می‌شود. بنابراین، پیوندهای جدید به دلیل بیشتر بودن تعدادشان، مستحکم‌تر شده و به راحتی از هم جدا نمی‌شوند.

از طرفی، هر مولکول آب تنها از دو اتم هیدروژن و یک اکسیژن تشکیل شده است. بنابراین شانسی برای چسبندگی ندارد. آب تمایل بیشتری برای چسبیدن به سطوح دارد تا به مولکول‌های خودش! البته بسته به زبری سطوح، آب می‌تواند سطح را تر کند یا به‌صورت قطره دربیاید.

نوشته چرا شکر چسبناک است؟ اولین بار در پدیدار شد.

بررسی عوامل حیاتی در شهاب سنگی که به زمین اصابت کرد ادامه دارد

کند و کاو در تهدیدی مرگبار برای یافتن ریشه هایی از حیات

در ۸ سپتامبر سال جاری، ناسا فضا پیمای OSIRIS-REx  را با ماموریتی فرا زمینی به فضا پرتاپ کردن : ردیابی شهاب سنگی که به سمت زمین در حال حرکت است.

پیش بینی می شود  این شهاب که با نام مستعار Bennu (بنو) شناخته می شود تا قبل از قرن ۲۲ ام با زمین برخورد نخواهد کرد و احتمال برخورد آن نیز کمتر از ۱ درصد است. اما دانشمندان قصد ریسک کردن ندارند. این فضا پیما بعد از طی دو سال به سطح شهاب خواهد رسید و از سطح آن نمونه دریافت کرده و تا سال ۲۰۲۳ به زمین بازخواهد گشت. دانشمندان قصد بررسی مسیر حرکت این شهاب و تهدید احتمالی آن برای زمین را دارند که با محدوده ضربه ۵۰۰ متری، ممکن است چاله ای به وسعت ۳ مایل در زمین ایجاد کند. ریچارد بینزل، پروفسوری در بخش علوم سیاره ای در دانشگاه MIT و کمک محققی در ماموریت OSIRIS-REx گفته است ” این مسئله برای برخی از مناطق کنگره ای خبر بسیار بدی خواهد بود.”

اما محققان از این ماموریت هدفی دوم و تامل بر انگیز تر نیز دارند: آنالیز کردن شهابی که غنی از کربن است برای فهمیدن این موضوع که چگونه شهاب سنگ ها در تشکیل حیات در زمین نقش داشته اند. در نشستی از ناسا در تاریخ ۱۷ اگوست، گوردون جانسون، مدیر اجرایی برنامه OSIRIS-REx خاطر نشان کرد که بنو می تواند به سوال هایی اساسی در خصوص ریشه های منظومه شمسی و سیاره ما پاسخ دهد. این بدین دلیل است که بنو یک  carbonaceous regolith یعنی شهاب سنگی بسیار اولیه که در ۴٫۵ بیلیون سال  گذشته دچار تغییرات بسیار اندکی شده است.

فضا پیما در آگوست سال ۲۰۱۸ به بنو خواهد رسید و دو سال را صرف اسکن و عکس برداری از بنو برای ساخت نقشه ای ۳ بعدی از آن خواهد کرد که به دانشمندان در تعیین نقطه ای مناسب برای نمونه برداری کمک خواهد کرد. OSIRIS-Rex بر روی سطح شهاب سنگ فرود نخواهد آمد بلکه دست های رباتیک ۱۱ فوتی اش که به اختصار TAGSAM (مکانسیم دریافت نمونه لمس کن و برو Touch-and-Go—Sample-Acquisition-Mechanism) نامیده می شوند حدود ۶ گرم از مواد را بر خواهند داشت.TAGSAM  تنها برای ۵ ثانیه با سطح شهاب ارتباط برقرار خواهد کرد و سپس به سمت زمین حرکت و در سال ۲۰۲۳ در محوطه آزمایشی یوتا فرود خواهد آمد که سپس آن را به مرکز فضایی جانسون برای مطالعات بیشتر می برند.

Check vital factors in a meteorite that fell to Earth continues

اما این مواد در مورد ریشه های حیات چه به ما خواهند گفت؟ محققان ناسا می گویند خیلی چیز ها! این هم به این دلیل است که محققان انتظار پیدا کردن محیطی اولیه و  دست نخورده بر روی بنو را دارند که شامل مولکول های ارگانیک باقی مانده از زمان تشکیل منظومه شمسی باشد. به این دلیل این محیط را دست نخورده و بکر می دانند چون که این شهاب سنگ از گرما و پروسه سازی بسیار شدیدی گریخته است و بسیار بیشتر شبیه به محیط اولیه منظومه شمسی خواهد بود.

این محیط راز های نهفته بسیاری دارد. به عنوان مثال، محققان بر این امیدند که  بتوانند تراکم آمینو اسید ها را در شهاب سنگ مورد بررسی قرار دهند و مشخص کنند که آیا بنو تراکم بیشتری از آن ۲۰ آمینو اسید که توسط گونه های زنده در زمین مورد استفاده قرار گرفته است دارد یا خیر. “دست” و یا کرالی  این نوع آمینو اسید ها نیز حائز اهمیت است. حیات زمینی تنها با استفاده از آمینو اسید های دست چپ شکل گرفته اند اما دانشمندان علت این قضیه را نمی دانند. تعیین قرارگیری دست چپ و یا راست دست بنو می تواند به محققان بینشی در خصوص تمایل به دست چپ بودن آمینو اسید های زمین بدهد.

بنو هم چنان در لیست شهاب سنگ های خطرناک ناسا قرار دارد و دانشمندان می گویند که احتمال بسیار ضعیفی (۱ در ۲۰۰۰) وجود دارد که این شهاب در قرن ۲۲ ام با زمین برخورد کند. بنزل اینگونه می گوید که “این برخورد پایانی بر تمدن بشریت نخواهد بود تنها روز بسیار بدی را برای بشریت رقم خواهد زد.”

اما دانشمندان در حال حاضر تنها به فرصت های نهفته در بنو فکر می کنند در واقع آن ها همیشه اینگونه بوده اند. دکتر دانته لاورتا، محقق ارشد OSIRIS-Rex و استاد دانشگاه در رشته علوم سیاره ای و شیمی کیهانی در دانشگاه آریزونا گفته است که نمونه برداری همواره هدف اصلی ماموریت OSIRIS-Rex بوده است. تعیین ساختار مولکولی شهاب و پیدا کردن احتمالی ساختار آمینو اسید ها، نوکلئیک اسید ها، قند ها و فسفات ها به محققان در یافتن پروسه هایی که منجر به وجود حیات شده اند یاری می رساند. مخصوصا اینکه آن ها قصد دارند به این موضوع پی ببرند که آیا مراحل اصلی تکامل مولکول های اساسی حیات در فضا رخ داده اند؟ یا اینکه شهاب ها ساختار های سازنده ای لازم را که مراحل تکامل را طی کرده اند به زمین آورده اند؟ بنو به تمام این سوالات پاسخ خواهد داد. دکتر لاورتا هم چنین افزود که ” من از این شهاب سنگ انتظار دارم که من را شگفت زده کند و دیگر هیچ.”

در نشست خبری در ماه آگوست، ناسا بخش نهایی و بحث بر انگیز برنامه شان را رو کرد: در حالی که ۴ درصد از نمونه دریافتی به کانادا می رود و نیم درصد آن به ژاپن (به دلیل مشارکت آن ها در این برنامه) می رود، مقدار زیادی از نمونه یعنی ۷۵% آن دست نخورده نگه داری خواهد شد. دانشمندان این نمونه را برای آینده نگه داری خواهند کرد، برای سوالاتی که هنوز برایشان پیش نیامده و دستگاه هایی که هنوز اختراع نشده اند.