เมื่อความต้องการพลังงานทั่วโลกของเราเพิ่มขึ้น ความต้องการเส้นทางที่ยั่งยืนไปยังแหล่งพลังงานและสารเคมีทางอุตสาหกรรมกลายเป็นเรื่องเร่งด่วนมากขึ้น ตัวเร่งปฏิกิริยา – กระบวนการที่สารเคมีเพิ่มอัตราการเกิดปฏิกิริยา – เป็นกุญแจสำคัญในการปลดล็อกเส้นทางดังกล่าว การวิจัยจึงมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาวัสดุตัวเร่งปฏิกิริยาใหม่ เช่น ตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยแสง ตัวเร่งปฏิกิริยานาโน และตัวเร่งปฏิกิริยาด้วยไฟฟ้า
แต่อะไรกันแน่ที่ทำให้สารประกอบ
ทางเคมีเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่ดี?กลุ่มของ Scott Denmark ที่มหาวิทยาลัยอิลลินอยส์หวังที่จะตอบคำถามนั้นโดยใช้วิทยาการคอมพิวเตอร์ ในบทความใหม่ของพวกเขาในScience กลุ่มนี้แสดงให้เห็นถึงพลังของวิทยาการสารสนเทศในวิชาเคมี ซึ่งเป็นสาขาที่เรียกว่า chemoinformatics ในการทำนายกิจกรรมการเร่งปฏิกิริยาของสารประกอบ
“การออกแบบตัวเร่งปฏิกิริยาเชิงทดลองช่วยให้นักวิจัยสามารถรับรู้รูปแบบในโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาในเชิงคุณภาพเพื่อปรับปรุงการเลือกและประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยา” Andrew Zahrt ผู้เขียนบทความและนักศึกษาปริญญาเอกสาขาเคมีคนแรกกล่าว “นี่เป็นวิธีการเชิงประจักษ์ที่ไม่ได้มีหรือนำไปสู่ความเข้าใจกลไกของปฏิกิริยาเคมีเสมอไป”
การมีความเข้าใจในกลไกนี้เป็นกุญแจสำคัญในการเร่งปฏิกิริยา เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในโครงสร้างของโมเลกุล ซึ่งสอดคล้องกับความแตกต่างของพลังงานประมาณ 1 กิโลแคลอรี/โมลระหว่างโครงสร้าง สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขนาดใหญ่ที่สามารถวัดประสิทธิภาพของตัวเร่งปฏิกิริยาได้ ความสามารถในการทำนายการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้สามารถบรรเทาภาระที่ต้องสังเคราะห์และทดสอบโมเลกุลหลายร้อยตัวเพื่อปรับระบบเคมีให้เหมาะสมแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ทำการสังเคราะห์ทางเคมีโดยอัตโนมัติ
ขั้นตอนการทำงานใหม่สำหรับนักเคมี
รหัสของพวกเขาสร้าง ห้องสมุดซิลิ โกใน ขั้นแรก ซึ่งจัดเตรียมชุดของตัวเร่งปฏิกิริยาที่สังเคราะห์ได้สำหรับระบบเฉพาะ จากนั้นรหัสของพวกเขาจะคำนวณตัวอธิบายทางเคมีสำหรับตัวเร่งปฏิกิริยา และใช้ผลลัพธ์ของการคำนวณเหล่านั้นเพื่อกำหนดชุดย่อยของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เรียกว่า “ชุดฝึกอบรมสากล” เพื่อตรวจสอบในการทดลอง Zahrt อธิบายกระบวนการ:
“เราคำนวณการแจกแจงแบบ Conformer และใส่ไว้ในกริดทั่วไปที่เปรียบเทียบได้กับตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมด ตัวเลขที่เราใช้คือจุดกริดครอบครองในแต่ละจุดของพื้นที่” เขากล่าว “มันเหมือนกับการทำแผนที่ภาพและการใช้พื้นที่โดยเฉลี่ยเพื่อจับภาพความยืดหยุ่น – เราต้องการตอบคำถาม: กลุ่มนี้ใช้เวลาเท่าไรใกล้กับไซต์ที่มีการเคลื่อนไหว?
ระบบไม่จำเป็นต้องมีข้อมูลกลไกก่อนหน้านี้เกี่ยวกับระบบ เนื่องจากระบบจะตรวจสอบโครงสร้างของตัวเร่งปฏิกิริยาเพื่อทำความเข้าใจคุณสมบัติของพวกมัน ทางกลุ่มได้ทดลองยืนยันสิ่งที่ค้นพบแล้ว และขณะนี้กำลังดำเนินการตรวจสอบไลบรารีวัสดุที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ปัจจุบัน Zahrt กล่าวว่าความคืบหน้าของพวกเขาถูกจำกัดด้วยการคำนวณการแจกแจงคอนฟอร์เมอร์เริ่มต้น รหัสใช้เวลาประมาณหนึ่งเดือนในการดำเนินการสำหรับไลบรารีวัสดุ 800 รายการ
“เรากำลังเปรียบเทียบโมเลกุลที่คล้ายกันมาก สิ่งที่เราทำคือเปลี่ยนยูนิตย่อย แต่สิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้อย่างมาก” Zahrt กล่าว “นี่เป็นระบบโมเดลอย่างแน่นอน นี่เป็นการพิสูจน์เวทีแนวคิดอย่างแน่นอน”
n- หรือ p-type self-doping”เราสามารถทำให้
perovskite เป็น n- หรือ p-type self-doped โดยการควบคุมประชากรที่มีข้อบกพร่องในวัสดุ” Li อธิบาย “ตัวอย่างเช่น ภาพยนตร์ MAPbI 3 ที่เราสร้างด้วย Pb 2+ -rich/MA + -deficient/I − -สารตั้งต้นที่บกพร่องจะถูกเติม n และสารที่มี MA + -rich/Pb 2+ -สารตั้งต้นที่บกพร่องจะถูกเติมด้วย p”
สภาพการเจริญเติบโตและอัตราส่วนของสารตั้งต้นสามารถควบคุมได้อย่างแม่นยำเพื่อให้เกิดการแยกตัวของ perovskite เขากล่าวเสริมLi และเพื่อนร่วมงานระบุสนามไฟฟ้าในตัวใน homojunction โดยใช้เทคนิคกล้องจุลทรรศน์โพรบเคลวินแบบตัดขวาง พวกเขาพบว่าฟิลด์นี้กำหนดทิศทางของการขนส่งพาหะที่เกิดจากภาพถ่ายและช่วยลดการสูญเสียจากการรวมตัวของพาหะ
สถาปัตยกรรมใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ perovskite นักวิจัยวัด PCE ที่ 20.80% ใน PSC ระนาบที่สร้างด้วย MAPbI 3 pn homojunction ซึ่งเพิ่มขึ้นเป็น 21.38% ใน FA 0.15 MA 0.85 PbI 3 pn หนึ่ง ซึ่งเป็นค่าที่สูงกว่าประสิทธิภาพสูงสุดสำหรับ PSC ระนาบที่รายงานไว้ก่อนหน้านี้
“โครงสร้างของเราเป็นสถาปัตยกรรมใหม่สำหรับเซลล์แสงอาทิตย์ชนิด perovskite” Li กล่าวกับPhysics World “โฮโมจังก์ชั่นนี้สามารถใช้ประโยชน์ในแอพพลิเคชั่นอื่นๆ ได้เช่นกัน เช่น อุปกรณ์ปล่อยแสง เซ็นเซอร์ และส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์”
การเคลื่อนไหวที่เป็นระเบียบสามารถกลับคืนสู่ฝูงชนมนุษย์ที่ตื่นตระหนกแม้ว่าการกระทำของผู้คนที่เรียกว่า “ผู้เปลี่ยนเกม” นั่นคือบทสรุปของ Ajinkya Kulkami, Sumesh Thampi และMahesh Panchagnulaจาก Indian Institute of Technology Madras ซึ่งจำลองสถานการณ์ของความวุ่นวายในกลุ่มมนุษย์ที่เคลื่อนไหวอย่างมีระเบียบ
แม้แต่ในช่วงเวลาที่ดีที่สุด ฝูงชนจำนวนมากก็น่ากลัวเพราะขาดการควบคุมและไม่สามารถช่วยเหลือใครได้ แต่เมื่อมีสิ่งผิดปกติ เช่นที่พวกเขาทำในการเหยียบกันตายมีนาที่พิธีฮัจญ์ปี 2015 ในซาอุดิอาระเบีย ผู้คนจำนวนมากอาจต้องสูญเสียชีวิตไป
เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์มีความกระตือรือร้นในการพัฒนาแบบจำลองพฤติกรรมฝูงชนที่สามารถนำมาใช้เพื่อทำความเข้าใจสาเหตุของการทับถมและการแตกตื่นของฝูงชนและพยายามหลีกเลี่ยงภัยพิบัติในอนาคต
Credit : เกมส์ออนไลน์แนะนำ >>>เว็บสล็อตแตกง่าย
