Pages

Dinamika Universal Transisi Molekul Cair Pada Berbagai Temperatur

Jurnal KeSimpulan.com - Bagaimana cairan berperilaku. Peneliti mengidentifikasi properti paling dasar bagaimana air dan cairan lainnya bergerak pada temperatur yang berbeda.

Para peneliti di MIT melakukan eksperimen regulasi properti paling mendasar air dan cairan lainnya berperilaku terkait perubahan suhu. Cairan telah lama dikenal untuk menunjukkan perubahan cepat pada titik yang disebut glass transition temperature dimana viskositas cairan "menebal" atau resistensi terhadap aliran.

Tetapi Sow-Hsin Chen, materiolog dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan rekan peneliti telah menemukan titik transisi yang berbeda pada suhu sekitar 20 sampai 30 persen lebih tinggi yang mereka sebut dengan dynamic crossover temperature. Suhu ini setidaknya sama pentingnya dengan glass transition temperature dimana viskositas pada dynamic crossover temperature tampaknya memiliki nilai universal untuk kelas besar cairan (disebut glass-forming liquids) yang mencakup molekul seperti air, amonia dan benzena.

Ini adalah penelitian di bidang yang sangat basic dan Chen mengatakan terlalu dini untuk melihat apa aplikasi praktis pengetahuan ini dapat diberikan.

Pada suhu transisi baru, "semua aliran properti keadaan cair mengalami perubahan drastis. Sebelumnya tidak ada orang yang menyadari hal ini. Kami hanya bisa berspekulasi, Temuan ini begitu baru sehingga aplikasi praktis belum benar-benar muncul," kata Chen.

Tapi Chen menunjukkan salah satu material bangunan yang paling banyak digunakan di dunia yaitu beton, mengalir sebagai cairan seperti pasta semen selama konstruksi. Pemahaman yang lebih baik proses transisi ke bentuk padat sangat berarti untuk meningkatkan daya tahan atau karakteristik bangunan. Tim Chen sebelumnya menemukan suhu transisi baru hanya pada air, tetapi eksperimen terbaru meluas ke seluruh kelas cairan.

Benjamin Widom, kimiawan dari Cornell University, mengatakan demonstrasi para peneliti untuk universalitas fenomena crossover ini dan fakta bahwa cairan tampil pada tingkat viskositas yang sama pada titik crossover ini "nampak kontroversial."

"Studi ini pasti akan membangkitkan banyak minat pada mereka yang bekerja di lapangan dan bahkan bertentangan dengan ide-ide lama selama ini," kata Widom.

Cairan menjadi jauh lebih kental ketika mendekati suhu beku. Namun pergeseran secara tepat dari transisi ini sulit untuk diukur sehingga proses secara rinci masih kurang dipahami. Penelitian baru mengacu pada penelitian sebelumnya yang merinci perilaku 84 cairan berbeda dan para peneliti menunjukkan sebuah properti universal yang sebelumnya belum dikenal bagaimana viskositas dan karakteristik lain yang berubah karena suhu.

"Mengukur viskositas adalah proses yang sangat membosankan," kata Chen.

Mengukur bagaimana hal ini terjadi seiring kenaikan kecil suhu bahkan lebih sulit. Namun Chen dan rekan-rekannya menemukan waktu relaksasi air berbanding lurus dengan viskositasnya. Mereka mengukur menggunakan instrumen milik National Institute of Standards and Technology di Washington.

"Kami dapat menghitung waktu relaksasi dengan sangat efektif menggunakan instrumen ini," kata Chen yang melapor ke Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).

Penelitian mereka didanai hibah dari U.S. Department of Energy, National Science Foundation, dan Research Programs of National Interest dari Italia.
Transport properties of glass-forming liquids suggest that dynamic crossover temperature is as important as the glass transition temperature

Penulis :

Francesco Mallamace1,2,3
Caterina Branca1
Carmelo Corsaro1
Nancy Leone1
5. Jeroen Spooren1
Sow-Hsin Chen2
H. Eugene Stanley3

Afiliasi :
  1. Dipartimento di Fisica and Consorzio Nazionale Interuniversitario per le Scienze Fisiche della Materia, Università di Messina, I-98166 Messina, Italy
  2. Department of Nuclear Science and Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139
  3. Center for Polymer Studies and Department of Physics, Boston University, Boston, MA 02215
DOI:10.1073/pnas.1015340107
Penerbit:Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)
Edisi/Tanggal:PNAS December 28, 2010 vol.107 no.52 22457-22462
Download:Full Text (PDF) + Support Info (PDF / F1 / F2 / F3 / F4)
Artikel Terkait : Cari Artikel Terkait
Sow-Hsin Chen http://web.mit.edu/nse/people/faculty/chen.html

Credit : Massachusetts Institute of Technology (MIT) http://www.mit.edu/

Artikel Lainnya:

No comments:

Post a Comment