Зародкоутворення кристалів звичайної солі на атомному рівні

Перше в історії відео з атомною роздільною здатністю, що демонструє формування кристалів солі в режимі реального часу

Дві нові техніки: відео в реальному часі з атомною роздільною здатністю та утримання атомів на вібруючих вуглецевих нанотрубках дозволяють дослідникам переглядати ніколи раніше не бачені деталі зародкоутворення кристалів. 

Спостереження підтверджують теоретичні прогнози про те, як утворюються кристали солі, і можуть дати інформацію загальним теоріям про те, як утворюються різні впорядковані структури з невпорядкованої хімічної суміші. 

Кристалічну структуру мають багато звичайних речей, таких як сніжинки, сіль на кожному столі, метали і навіть діаманти. 

Кристали мають регулярні впорядковані структури і повторюють розташування молекул (атомів, йонів) із яких вони складаються. 

Процес зростання з цього невпорядкованого стану до впорядкованого відомий як зародкоутворення кристалів, і хоча він вивчався століттями, точний перебіг на атомному рівні ніколи не було підтверджено експериментально до цього часу. Річ у тому, що зародкоутворення кристала полягає в тому, що це динамічний процес, і спостереження за його розвитком є ​​настільки ж важливими, як і спостереження за його структурою. На щастя, дослідники хімічного факультету Токійського університету вирішили цю проблему за допомогою електронної мікроскопії в режимі реального часу або SMART-EM.

"Одна зі студенток нашого магістра, Масая Сакакібара, використовувала SMART-EM для вивчення поведінки хлориду натрію (NaCl) - солі", - сказала доцент проекту Такаюкі Накамуро. «Щоб утримувати зразки на місці, ми використовуємо вуглецеві наногорби товщиною атомів - одне з наших попередніх винаходів. З приголомшливими відео, знятими Сакакібарою, ми відразу помітили можливість вивчити структурні та статистичні аспекти зародження кристалів у деталях».  

Відео, записане у внутрішній частині вібруючої конічної вуглецевої нанотрубки при 20–40 мс (1/кадр) з точністю локалізації <0,1 нм.

Стаття:
Takayuki Nakamuro, Masaya Sakakibara, Hiroki Nada, Koji Harano, Eiichi Nakamura, "Capturing the Moment of Emergence of Crystal Nucleus from Disorder," Journal of the American Chemical Society: January 21, 2021, doi:10.1021/jacs.0c12100.
Link

Корисні підручники:

Богданов, Валерій Віталійович доцент кафедри фізики кристалів фізичного факультету ХНУ імені В.Н. Каразіна

Основи теорії росту кристалів: навч. посіб. / В. В. Богданов ; Харк. нац. ун-т ім. В. Н. Каразіна. - Х. : ХНУ ім. В. Н. Каразіна, 2010. - 313 с. : рис., табл. - Бібліогр.: с. 312. 

Джерело: https://www.u-tokyo.ac.jp/focus/en/press/z0508_00161.html 

 

Приєднуйтесь на сервер "Фізика" на Discord: https://discord.com/invite/ZUxcC22 

Telegram: https://t.me/pakhomovaeducation 

 https://t.me/physicsks

Бережіть себе і родину!

Дякую за увагу!
Бажаю Вам нових ідей!
Навчаємося, бо ми цього варті!
Підписуйтесь на блог!
Підписуйтесь на канал YouTube.
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Підписуйтесь на сторінку у fb. https://www.facebook.com/educationXXII/
Запрошуємо навчатися на фізичному факультеті ХНУ імені В.Н. Каразіна!