一般說來,無論施加多大的力,水幾乎都不會被壓縮,其體積幾乎不會改變。研究表明,水可以在原子級的世界中被壓縮,在該世界中,潛在的梯度存在于兩個區(qū)域中。
這項研究的結(jié)果由伊利諾伊大學(xué)香檳分校的一個研究小組發(fā)布。物理學(xué)的Alexei Akimentiev教授和博士后研究員James Wilson及其同事在片狀材料“石墨烯”中創(chuàng)建了細(xì)孔“納米孔”,該材料只有一個碳原子厚,如下圖所示。(Nanopore)”打開,并且石墨烯的兩側(cè)都有一個電位差“電位梯度”,試圖通過該孔的水分子被壓縮高達(dá)3%。
研究小組在一項研究中發(fā)現(xiàn)了這種現(xiàn)象,該研究測試了使用石墨烯納米孔的DNA測序技術(shù)的新技術(shù)。近年來,該領(lǐng)域有望成為一種能夠?qū)崿F(xiàn)比以前更便宜的DNA測序的技術(shù),并且全世界都在進(jìn)行研究。其機理是將具有納米孔的石墨烯放入水中以在膜的兩側(cè)產(chǎn)生電勢差,并且水,DNA和離子因電勢差而移動。此時,可以通過讀取DNA的四個堿基生成的離子流來識別DNA。
納米孔的尺寸是該技術(shù)中非常重要的因素。如前所述,石墨烯的厚度僅為一個碳原子,納米孔的直徑僅為3納米,約10個碳原子。直徑約2納米的DNA分子穿過該孔。
在這項研究中,通過計算機模擬這種運動來控制DNA分子穿過納米孔的速度。從到目前為止的實驗中可以知道,DNA分子的移動速度通過增加施加的電荷而增加,但是當(dāng)電荷增加10倍時,移動停止并且DNA分子可以通過納米孔。
結(jié)論:“發(fā)現(xiàn)電勢的梯度壓縮了水,因為水是一種電介質(zhì)。這種現(xiàn)象不是由非常高的電場產(chǎn)生的,而是在太空中產(chǎn)生的。這是由于存在著一種狀態(tài)水和空間之間的電勢梯度,賦予水分子的電荷沿電場排列,并且電場最高的位置附近的電荷比電場最高的位置高。最弱。也被強烈拉?!薄笆聦嵶C明,電場的梯度是壓縮水的原因,因為水是電介質(zhì)。非常高的電場不能做到這一點,只有一個隨空間變化的電場。水分子上的電荷與水相互作用。電場,而電場最高處附近的電荷比電場最弱處的電荷更難被拉動。”
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