Vedci prvýkrát zmerali sily, ktoré pôsobia pri samousporiadaní kryštálov. Pomôže to pri navrhovaní nových materiálov

1

Kryštály tvoria konštrukciu rôznych prírodných aj syntetických materiálov. Pritom väčšie kryštály sa môžu vytvárať z menších. Tieto útvary majú niekoľko rôznych strán, niektoré z nich sa navzájom hodia, iné nie. Pri správnej orientácii sa môžu kryštály bez problémov spojiť, čím vznikajú väčšie a väčšie. Čo však prinúti kryštály k tomu, aby sa správne otočili a spojili?

Výskumníkom sa teraz podarilo prvýkrát zmerať a vizualizovať sily, ktorými navzájom pôsobia na seba kryštály, keď sa začnú krútiť a usporadúvať do kryštálovej mriežky. Ide o tzv. van der Waalsove sily a spôsobujú to, že sa kryštály samy začnú zoskupovať. Je to dej, ktorý sa vyskytuje v množstve prípadov v prírode – od skál až po kosti.

„Je to veľmi provokujúce, pretože na základe takýchto meraní možno vybudovať model trojrozmernej zostavy s časťami navzájom spojenými podobne, ako sa spájajú kocky lega,“ povedal chemik Kevin Rosso z Pacific Northwest National Laboratory, patriaceho americkému ministerstvu energetiky. „Kryštály sú všade v prírode a táto práca nám pomôže využiť tieto sily pri navrhovaní nových materiálov.“

Pri experimente museli vedci použiť veľmi malé kryštály. Išlo o kryštály oxidu titaničitého, ktoré sú sto až tisíckrát tenšie ako ľudský vlas. Pripevnili ich na obidve strany nástroja, ktorým merali silu. Keď ich potom posunuli k sebe a začali krútiť pod rôznymi uhlami, napokon sa kryštály dostali do pozície, v ktorej do seba perfektne zapadnú. Tím potom odtiahol kryštály od seba a zmeral, koľko sily na to bolo treba.

Tieto merania umožnili vedcom podrobne charakterizovať pôsobiace sily. Existuje niekoľko rôznych druhov síl, ktoré fungujú pri objektoch takejto veľkosti. Tím zistil, že k samousporiadaniu viedli práve sily, ktoré sa nazývajú van der Waalsove.

„Toto je prvý dôkaz, že sila závisí od toho, ako sú kryštály k sebe vzájomne otočené, je teda rotačne závislá,“ povedal Rosso. Umožní to takisto ľahšie určiť príťažlivé sily pre kryštály zhotovené z rôznych materiálov.

Zdroj: Pnnl

Redakcia

Všetky autorove články
krystal

1 komentár

. reakcia na: Vedci prvýkrát zmerali sily, ktoré pôsobia pri samousporiadaní kryštálov. Pomôže to pri navrhovaní nových materiálov

22.5.2017 10:05
„Je to veľmi provokujúce"

Niekedy by sa hodilo použiť aj mozog, nielen Google translate.

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať