Физики впервые сняли на видео, как зарождаются кристаллы
Стохастический процесс кристаллизации впервые удалось записать на видео физикам из Токийского университета (Япония).
Работа опубликована в Journal of the American Chemical Society.
Кристаллизация - это процесс сборки твердого тела, имеющего структуру трехмерной решетки, из атомов или молекул. Японские физики, используя электронный микроскоп с высокой частотой кадров, исследовали, как происходит образование кристаллов соли.
Самоорганизация атомов и молекул в кристаллы играет ключевую роль в различных областях науки и техники. Кристаллизация проходит в два этапа: зарождение и рост.
Зарождение кристалла начинается с кластеризации составляющих. Сперва образуется критическое ядро - временная разновидность, пока не обнаруживаемая экспериментально. Физикам удалось наблюдать, как в узкой области несколько элементов соли (NaCl) собрались вместе, сформировав временный кластер с морфологией, колеблющейся между безликим и полуупорядоченным состояниями. Из этого кластера внезапно возникло кристаллическое ядро, которое затем начало расти по мере того, как к нему присоединялись все новые элементы.
Рост кристаллов мы можем наблюдать со школьных времен: всем знакомы опыты по выращиванию кристаллов соли на палочке, опущенной в солевой раствор. Однако изначальное образование ядра и предшествующие ему процессы ученые наблюдали впервые.
Фото: Takayuki Nakamuro et al