Для чого потрібні кристали?

 Де використовуються кристали?


Сцинтилятори 

Сцинтиля́тори — речовини (тверді, рідкі, газоподібні), на яких виникають короткочасні світлові спалахи внаслідок дії на них йонізуючих частинок і променів (гамма-квантів, електронів, альфа-частинок інше).

Люмінесцентні матеріали при попаданні частинки, що надходить, поглинають її енергію і сцинтилюють (тобто повторно випромінюють поглинуту енергію у вигляді світла).

Перший пристрій, який використовував сцинтилятор, був побудований в 1903 році сер Вільям Крукс і використовували a ZnS екран.Сцинтиляції, вироблені екраном, були видимі неозброєним оком, якщо їх розглядати мікроскоп у затемненій кімнаті; пристрій було відоме як спінтаріскоп. Ця техніка призвела до ряду важливих відкриттів (дослід Резерфорда).

Сцинтилятори (детектори в аеропортах на наявність "брудної" бомби).  Сцинтилятори також можуть бути використані для детекторів частинок , розвідки нових енергоресурсів, рентгенівської безпеки, ядерних камер, комп’ютерної томографії та розвідки газу. Інші види застосування сцинтиляторів включають комп’ютерні сканери та гамма -камери в медичній діагностиці, а також екрани в комп’ютерних моніторах та телевізорах.



Медицина. Сапфірові суглоби

Після спільної роботи фахівців Інституту патології хребта й суглобів та Інституту монокристалів, з’явилися перші частини тазостегнового суглоба, створені зі штучного сапфіра. Серед переваг сапфіра потрібно відмітити те, що це абсолютно інертний монокристал, який при досить складній і тривалій обробці здатний прийняти наближену до ідеалу сферичну форму.

П'єзоефект

Особливо дивовижні електричні властивості кварцу. Якщо стискати або розтягувати кристал кварцу, на його гранях виникають електричні заряди. Це - п'єзоелектричний ефект в кристалах. У наші дні в якості п'єзоелектриков використовують не тільки кварц, але і багато інших, в основному штучно синтезовані речовини. П'єзоелектричні кристали широко застосовуються для відтворення, запису і передачі звуку, у системах "Розумний будинок". Існують і п'єзоелектричні методи вимірювання тиску крові в кровоносних судинах людини і тиску соків в стеблах і стовбурах рослин. 

Рідкі кристали

Рідкі кристали (РК) - це фазовий стан, в яке переходять деякі речовини при певних умовах (температура, тиск, концентрація в розчині). Рідкі кристали мають одночасно властивостями як рідин (плинність), так і кристалів (анізотропія). За структурою ЖК являють собою в'язкі рідини, що складаються з молекул витягнутої або дископодібної форми, певним чином упорядкованих. Найбільш характерним властивістю РК є їх здатність змінювати орієнтацію молекул під впливом електричних полів, що відкриває широкі можливості для застосування їх в промисловості. За типом РК зазвичай поділяють на дві великі групи: нематики і смектики. 

Одне з важливих напрямків використання рідких кристалів - термографія. Підбираючи склад рідкокристалічного речовини, створюють індикатори для різних діапазонів температури і для різних конструкцій. Наприклад, рідкі кристали в вигляді плівки наносять на транзистори, інтегральні схеми і друковані плати електронних схем. Несправні елементи мають іншу температуру від дих деталей, що працюють у правильному режимі, тож відразу несправні деталі помітні по яскравим колірним плям. Також цю технологію можна використовувати для діагностики у медицині: рідкокристалічний індикатор на шкірі хворого швидко діагностує приховане запалення і навіть пухлину.  На основі рідких кристалів створені вимірники тиску, детектори ультразвуку. Але найбільш багатообіцяльна область застосування рідкокристалічних речовин - інформаційна техніка: від перших індикаторів, знайомих всім по електронному годиннику, до кольорових телевізорів з рідкокристалічним екраном розміром з поштову листівку. 

Презентація кафедри фізики кристалів фізичного факультету ХНУ імені В.Н. Каразіна

Спеціальні курси кафедри фізики кристалів: http://kfk.biz.ht/page11.html

Віртуальний простір кафедри фізики кристалів: http://kfk.biz.ht/vroom.html

#univer #karazin #kfk #фізичний

 Джерела:

Біровузо, М.Д .; Cortecchia, D .; Дроздовський, З .; Brylew, K .; Лахманський, З .; Бруно, А .; Soci, C. (2016). "Рентгенівська сцинтиляція в галогенідних кристалах перовскіту". Наукові звіти. 6 (1): 37254. 
Чень, Кішуй (2018). "Суцільнонеорганічні сцинтилятори нанокристалів перовскіту". Природа. 561: 88–93. 
Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. 

Корисні публікації:





Яків Овсійович Гегузін



Немає коментарів:

Дописати коментар