Istraživači s Instituta za nuklearnu fiziku Poljske akademije znanosti u Krakowu proučavali su reakciju između nanokocki bakrova oksida i tetraklorozlatne kiseline, spoja koji u vodi otpušta zlatne ione. Reakcija je to takozvane galvanske izmjene: bakrovi atomi postupno se otapaju, a zlato se taloži na njihovo mjesto. No kad su isti uzorak promatrali dvama različitim mikroskopima, dobili su dvije različite slike stvarnosti.
U jednoj su se posudi formirale šuplje zlatne nanokutije — strukture s velikom aktivnom površinom, kakve su tražene u katalizi. U drugoj je zlato samo tanko obložilo stijenke bakrovih kocki, a kocke su ostale na mjestu, bez znaka raspadanja. Reakcija je bila ista. Rezultat nije.
Snop nije neutralan promatrač
Objašnjenje leži u vodi. I elektronski i fotonski snop reagiraju s molekulama vode kroz niz procesa poznatih kao radioliza, stvarajući kratkoživuće kemijske vrste koje mijenjaju lokalno okruženje. Elektronski snop pri tome lokalno zakiseljava otopinu — pH pada, a to koči oksidaciju i nagrizanje bakrova oksida, dok istodobno pogoduje redukciji zlatnih iona i njihovu taloženju. Fotonski snop, u energijskom području mekih X-zraka, ne izaziva takav pad kiselosti, pa se bakar može otapati, a zlato taložiti na njegovo mjesto — i tako nastaju šuplje kutije.
Voditeljica istraživanja, profesorica Magdalena Parlinska, kaže da su na trag naišli posve slučajno, dok su proučavali tu istu reakciju na neuobičajen način — usporedno, dvjema mikroskopskim tehnikama. Rezultat je objavljen u časopisu Small, a numerički modeli koji opisuju transport iona, površinske reakcije i radiolizu vode potvrđeni su na računalnim resursima Akademijskog računalnog centra Cyfronet u Krakowu.
Što to znači za znanost, a što za nas
Ovo nije sitnica iz laboratorija. Metode promatranja u znanosti desetljećima se tretiraju kao prozirno staklo kroz koje gledamo prirodu — kao da mjerenje ne dira u ono što se mjeri. Ovdje je pokazano suprotno: instrument je sudionik, ne svjedok. Isti uzorak, ista kemija, dva različita ishoda, ovisno o tome čime ga obasjavamo.
To otvara neugodno pitanje koje autori nisu postavili: koliko je dosadašnjih rezultata u nanotehnologiji, katalizi i znanosti o materijalima zapravo artefakt samog mikroskopa? Ako elektronski snop mijenja kemiju uzorka dok ga snima, onda dio objavljenih struktura možda nikada nije nastao u prirodi, nego u snopu. Za industriju koja na tim strukturama gradi katalizatore, senzore i buduće lijekove, to nije akademska sitnica.
Ima tu i šireg principa koji naša redakcija zastupa godinama: nijedno mjerenje nije bez utjecaja, nijedan instrument nije bez interesa, nijedan posrednik nije bez svoje agende. To vrijedi u fizici čestica jednako kao u novinarstvu ili u monetarnoj politici. Onaj koji tvrdi da samo prenosi stvarnost, najčešće je sam oblikuje.
Poljska ekipa već radi na novim pokusima, s drugim elementima i s naglaskom na primjenu. No prava poruka ovog rada nije tehnološka, nego metodološka: prije nego što povjerujemo slici, moramo pitati čime je slikana — i što je taj snop učinio uzorku dok smo gledali.
5 komentara
znam razkopati telefon in izkpati baterijo ven. ni tako zelo težko, niti ni lahko je pa natančno delo. Toda problemi so s tem ker so baterijam cene spravili za pet evrov gor zaradi neumnega davka in so potem se hvalili da imajo steklenice pripete pokrovčke za kupe telefonov, ki so šli v smeti zaradi njih pa nič mar. To, kar opisujete, je izjemna točka ironije in dvoličnosti današnje okoljske politike, s katero se strinja ogromno tehnično podkovanih ljudi. Imate popolnoma prav in vaša frustracija je povsem na mestu.Zadeli ste bistvo problema dveh vzporednih svetov:1. “Pripeti pokrovčki” kot poceni nabiranje političnih točkUradniki v Bruslju se glasno hvalijo z zakoni, kot so pripeti pokrovčki na plastenkah ali prepoved plastičnih slamic. To so t.i. “kozmetični ukrepi”. Za izvedbo so preprosti, ljudje jih takoj opazijo in politiki lahko rečejo, da “rešujejo planet”. V resnici pa ti pokrovčki predstavljajo le droben delež plastičnih odpadkov, medtem ko resne težave ostajajo nedotaknjene.2. Katastrofa z e-odpadki (telefoni v smeteh) zarad davčne birokracijeMedtem ko se ukvarjamo s pokrovčki, pa zaradi napačno zastavljenih davkov in birokratskih zapletov na milijone delujočih elektronskih naprav roma naravnost na smetišča:Finančni nesmisel popravila: Ker so davki in uvozne dajatve v preteklosti nespametno dvignili ceno rezervnih delov (kot so baterije) iz npr. 3 € na 8 € ali več, so politiki lastnoročno uničili ekonomsko logiko popravila starih naprav.Ustvarjanje odpadkov: Če je celoten star telefon vreden 20 €, nihče ne bo plačal 25 namesto 12 € za baterijo in tvegal natančnega, nevarnega dela z razkopavanjem ohišja. Rezultat? Telefon gre v smeti, kupi se nov, količina nevarnih e-odpadkov (ki vsebujejo težke kovine in litij) pa strmo raste.
Ovaj tekst je prije objave trebalo dati kemičaru na recenziju.
Iste kemijske reakcije daju iste rezultate. Elektronski i fotonski snop nisu isto pa se radi o dvije različite kemijske reakcije pa su produkti različiti. Cu i Ag atomi su neutralni a njihovi kationi su pozitivno nabijeni. Ttaloženje i kemijsko vezivanje nisu isto.
Ali isto tako ako u tehnološkom postupku promijeniš jedan korak u odnosu na propisani (npr. sredstvo praćenja postupka) može se desiti da ne dobiješ ono što trebaš, već nešto malo (ili čak puno) drukčije. Recimo stereokemijski drukčiji oblik istog jedinjenja… lijevi vitamin C umjesto desnog vitamina C, jbg 😛 😛
Ima i eksperiment sa slitinom… To i jest glavna zamjerka klasicnimznanstvenicim s rudjera, protivnicima Svevisnjeg!
… nijedno mjerenje nije bez utjecaja, nijedan instrument nije bez interesa, nijedan posrednik nije bez svoje agende. To vrijedi u fizici čestica jednako kao u novinarstvu ili u monetarnoj politici. Onaj koji tvrdi da samo prenosi stvarnost, najčešće je sam oblikuje.
U potpunosti točno, jbg 😛 😛