Mae deall canlyniad gwrthdrawiad rhwng moleciwl nwy ac arwyneb solid yn hanfodol i lawer o brosesau sy’n dibynnu ar wrthdrawiadau fel hynny, gan gynnwys catalyddu diwydiannol a ddefnyddir i greu cemegau gwerthfawr, adweithiau sy’n cael gwared â nwyon gwenwynig neu rai tŷ gwydr, cynhesu cerbydau gofod yn drychinebus wrth iddynt ddod yn ôl i atmosffer y Ddaear, a hyd yn oed greadigaeth sêr a bywyd ei hun.
Un cwestiwn allweddol yw a fydd moleciwl, wrth wrthdaro ag arwyneb, yn bownsio yn ôl o’r arwyneb, yn arsugno ar yr arwyneb, neu'n adweithio ac yn torri'n ddarnau.
Un briodwedd foleciwlaidd a all newid canlyniad y gwrthdrawiad yw cyfeiriad cylchdro'r moleciwl.Fodd bynnag, prin iawn yw’r ddealltwriaeth bresennol o'r berthynas hon ac fel arfer mae'n amhosib rheoli na mesur cyfeiriad moleciwl sy'n cylchdroi.
Mae grŵp deinamegau arwynebau, dan arweiniad yr Athro Gil Alexandrowicz o adran Gemeg Prifysgol Abertawe, yn gweithio ar brosiect ymchwil y 'Tonnau sy’n Cylchdroi' , sy’n rhaglen ymchwil bwysig gan y Cyngor Ymchwil Ewropeaidd (ERC).
Nod y prosiect yw taflu goleuni ar y rôl y mae cyfeiriad cylchdro moleciwl yn ei chwarae wrth benderfynu ar ganlyniad gwrthdrawiad gydag arwyneb solid.
Fel rhan o’r prosiect, mae’r tîm wedi datblygu math newydd o arbrawf sydd wedi rhoi cyfle iddynt asesu dau beth:
- y ffordd y mae cyfeiriad cylchdro'r moleciwl, ychydig cyn y gwrthdrawiad, yn newid cyfrifiadau tebygolrwydd y gwasgariad;
- a'r ffordd y mae'r gwrthdrawiad, yn ei dro, yn newid cyfeiriad y moleciwlau sy'n cael eu taflu yn ôl i'r cam nwy.
Mae’r cyfarpar arbrofol unigryw a ddatblygwyd gan y grŵp yn defnyddio meysydd magnetig i reoli a mesur cyflyrau cwantwm cylchdro moleciwlau yn eu cyflwr isaf cyn iddynt wrthdaro ag arwyneb ac ar ôl hynny, mesurau sy’n amhosibl i’w casglu drwy dechnegau arbrofol sydd eisoes yn bodoli.
Darparodd yr arbrofion dystiolaeth o’r newidiadau i gyflyrau cwantwm y moleciwlau a achoswyd gan y gwrthdrawiadau, canlyniadau na ellid eu casglu yn ystod arbrofion blaenorol gan ddefnyddio technegau traddodiadol.
Mae'r grŵp dynameg arwyneb wedi dangos, am y tro cyntaf, fatrics gwasgaru a benderfynwyd drwy arbrofion, sy’n darparu meincnod hynod sensitif y gellir ei ddefnyddio er mwyn datblygu modelau damcaniaethol o systemau arwynebau, a chraffu arnynt.
Mae’r gallu i fodelu canlyniad gwrthdrawiad rhwng moleciwl ac arwyneb yn rhoi cipolwg gwerthfawr ar gyfer y rheini sy’n gweithio ym maes cemeg arwynebau a llawer o feysydd astudio eraill.Hefyd, bydd dealltwriaeth well o ryngweithiadau rhwng moleciwlau ac arwynebau yn galluogi llunio cymwysiadau a deunyddiau diwydiannol newydd.
