«Зангенит» - ученые открыли невиданный ранее полый кристалл
Будь то сахар, поваренная соль, снежинки или алмазы, они не всегда растут простым и предсказуемым образом. Исследователи из Нью-Йоркского университета задокументировали процесс превращения аморфного сгустка в организованную структуру в новом исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications.
Изучая процесс формирования кристаллов, исследователи обнаружили необычный кристалл в форме стержня, который ранее не был идентифицирован. Они назвали его «зангенит» в честь аспиранта Нью-Йоркского университета, который сделал это открытие.
Порядок из хаоса
Кристаллы - это твердые тела, состоящие из частиц, которые выстраиваются в повторяющиеся узоры. Раньше считалось, что этот процесс самосборки, описанный исследователями как «создание порядка из хаоса», подчиняется прямой классической модели роста. Однако теперь ученые обнаружили, что рост кристаллов может происходить по более сложным и разнообразным путям.
Для изучения процесса образования кристаллов некоторые исследователи используют кристаллы, состоящие из маленьких сфер, называемых коллоидными частицами, которые являются крошечными, но гораздо крупнее атомов, из которых состоят другие кристаллы.
«Преимущество изучения коллоидных частиц заключается в том, что мы можем наблюдать процессы кристаллизации на уровне одной частицы, что очень сложно сделать с атомами, поскольку они слишком малы и быстры. С коллоидами мы можем наблюдать за формированием кристаллов с помощью микроскопа», - говорит Стефано Саканна, профессор химии Нью-Йоркского университета.
Двухэтапный процесс
Чтобы пролить свет на то, как образуются коллоидные кристаллы, исследователи провели эксперименты, в ходе которых внимательно наблюдали за тем, как заряженные коллоидные частицы ведут себя в различных условиях роста, переходя от суспензии в соленой воде к полностью сформированным кристаллам. Команда также провела тысячи компьютерных симуляций под руководством Глена Хоки, доцента химии Нью-Йоркского университета, чтобы смоделировать процесс роста кристаллов и помочь объяснить то, что они наблюдали в экспериментах.
