چاپ مقاله‌ استاد دانشگاه شریف در یکی از معتبرترین مجلات علمی دنیا

به گزارش خبرگزاری صدا و سیما به نقل از روابط عمومی دانشگاه صنعتی شریف، دکتر علی اسفندیار استادیار دانشکده فیزیک دانشگاه صنعتی شریف با همکاری گروهی از پژوهشگران بین المللی از دانشگاه‌های مختلف دنیا از کشور‌های انگلستان، اسپانیا و ژاپن موفق شدند نتایج آزمایش‌های جدید خود از اندازه گیری ضریب دی الکتریک آب را در قالب مقاله‌ای با عنوان Anomalously low dielectric constant of confined water در مجله Science به چاپ برسانند.

ضریب دی الکتریک یا گذردهی الکتریکی مواد معیاری از میزان درجه آزادی دوقطبی‌های الکتریکی یک ماده در پاسخ به میدان الکتریکی است.

با قرار دادن یک ماده بین صفحات خازن، می‌توان به سادگی ضریب دی الکتریک مواد برای مثال آب را بدست آورد که برای آب در حالت معمولی حدود ۸۰ اندازه گیری شده است؛ اما مولکول‌های آب در فصل مشترک الکترولیت‌های آبی با الکترود‌ها در خازن ها، راکتور‌ها و باطری‌ها در صنعت از یک طرف و همچنین درون کانال‌ها و غشا‌های سلولی از طرف دیگر، از لحاظ میزان درجه آزادی دوقطبی، با مولکول‌های آب معمولی تفاوت دارند.

این تفاوت ساز و کار بسیاری از واکنش‌ها و برهمکنش‌های مولکولی را تعیین می‌کند.

بیش از نیم قرن مدل‌های نظری و محاسباتی تفاوت این دو حالت را پیش بینی کرده بودند، اما اندازه گیری تجربی دقیق و مستقیمی از این مقدار متفاوت گزارش نشده بود.

پژوهشگران این مقاله، با قرار دادن لایه‌های آب بین کانال‌هایی به ارتفاع کمتر از دو نانومترتا کانال‌های چند صد نانومترو با استفاده از میکروسکوپ نیروی الکترواستاتیکی توانستند به صورت سیستماتیک ضریب دی الکتریک آب را در حالت محدود شده تا کمتر از ۳ اندازه گیری کنند.

برهمکنش قوی مولکول‌های آب با سطح کانال در فصل مشترک باعث جهت گیری متفاوت و مقید آن‌ها شده و این امر موجب می‌شود که در توافق با پیش بینی‌های انجام شده، مولکول‌های آب به میدان الکتریکی پاسخ ضعبف تری نشان بدهند.

این یافته ضمن ارایه رهیافت جدیدی برای اندازه گیری ضریب دی الکتریک مواد، می‌تواند جزییات ناشناخته بیشتری از برهمکنش‌های مولکولی در فصل مشترک مواد آشکار سازد.

مجله ساینس با قدمت بیش از ۱۰۰ سال از معتبرترین مجلات علمی دنیاست که تعداد مقالات چاپ شده در آن، معیار مهمی در رتبه بندی دانشگاه‌های جهان است و دارای ضریب تاثیر ۳۴ است.

این پژوهش، نخستین مقاله در حوزه تجربی از ایران در این مجله معتبر است که توسط عضو هیأت علمی دانشگاه صنعتی شریف به چاپ رسیده است.

لینک دسترسی به مقاله science.sciencemag.org/content/۳۶۰/۶۳۹۵/۱۳۳۹ و arxiv.org/abs/۱۸۰۶.۰۴۴۸۶ است.