Vědci poprvé změřili tajemnou sílu, která stojí za sebeuspořádáváním krystalů

Vědci poprvé změřili tajemnou sílu, která stojí za sebeuspořádáváním krystalů

Krystaly patří mezi nejvíce fascinující přírodní útvary na této planetě. Nejenže mají zcela jedinečnou, vysoce organizovanou a opakující se mřížkovou strukturu, ale navíc disponují i schopností samy sebe uspořádávat.

Pokud droboučké krystalky umístíte vedle sebe, začnou se „kroutit“ tak, aby do sebe zapadly a vytvořily ještě větší krystaly. A odborníkům se nyní podařilo změřit i vizualizovat sílu, která jim to umožňuje. Z jejich zjištění plyne, že se jedná o druh van der Waalsovy síly.

Jde o tentýž typ síly, díky níž se například gekoni mohou procházet po stěnách a stropech aniž by spadli na zem. Krystalům dovoluje dostat do pozice, ve které do sebe perfektně zapadnou. Jinak řečeno, budou moct růst.

Krystaly jsou obecně tvarovány jako krychle, ale mají několik různých stran, z nichž některé k sobě dobře pasují, zatímco jiné ne. Jsou-li odpovídající strany orientovány správně, krystaly se mohou bezproblémově spojovat a růst.

„V jistém smyslu je to provokativní. Na základě těchto měření lze vytvořit model 3D sestavy s částicemi, které se vybranými způsoby vzájemně spojují jako Lego kostičky,“ uvedl vedoucí výzkumník Kevin Rosso z Pacific Northwest National Laboratory.

Aby mohl sledovat vzájemné interakce krystalů, Kevinům tým zkombinoval transmisní elektronový mikroskop (TEM) s technologií zvanou „nanocrystal force probes“. Následně vzali dva miniaturní (až 1000x tenčí než lidský vlas) krystaly oxidu titaničitého, dali je k sobě, natočili do odlišných úhlů a pak už jen čekali, co se bude dít.

Kromě toho zkoušeli také krystaly oddělit a to s „kroucením“ i bez něj – aby zjistili, kolik síly si to vyžádá. „Naše práce nám pomůže využít tyto síly k navrhování nových materiálů,“ uzavřel Rosso.

Zdroj: Pacific Northwest National Laboratory

Témata článku: Věda, Výzkum, Fyzika, Lego, Geologie, POP, Lidský vlas, Odlišné zjištění, Oxid, Sto, Oxid titaničitý, Částice, Tma, Síla, Rosso, Přírodní útvar, Elektronový mikroskop, Vědec, Pacific, Krystal, Force, Jistý smysl, Mikroskopy, Kostička, Nový materiál