VIDEO: Veľký tresk v kryštáli? Vedci jasajú, nahrali prvé milisekundy formovania kryštálov
Konečne vieme, ako sa začínajú formovať kryštály zlata na úrovni atómov. Nielenže sa vedcom podarilo celý dej spozorovať, dokonca bol zaznamenaný na video prostredníctvom vysokovýkonného elektrónového mikroskopu pri rýchlosti 625 snímok za sekundu. O téme informoval portál Sciencealert.
Ako sa ukázalo, namiesto jednej trvalej transformácie sa atómy niekoľkokrát spojili a rozpadli, kým sa stabilizovali do podoby kryštálu. Podľa „klasickej“ teórie nukleácie, prvej etapy tvorby kryštálov, sa kryštály tvoria lineárnym spôsobom, teda atóm po atóme. V moderných štúdiách bol dokonca spozorovaný dvojstupňový proces nukleácie, kedy sa na krátky čas vytvorila vysokoenergetická štruktúra, ktorá sa neskôr zmenila na stabilný kryštál.
Ako však naznačuje najnovší výskum medzinárodnej skupiny vedcov vedenej Národným laboratóriom Lawrencea Berkeleyho (Berkeley Lab), celý priebeh tvorby kryštálov je ešte oveľa komplikovanejší, upozorňuje BerkeleyLab.
Čo je to nukleácia a ako prebieha?
Nukleácia predstavuje vytvorenie kryštalizačných zárodkov, teda stabilných zoskupení, klastrov molekúl. Proces tvorby kryštálov však nepatrí zrovna medzi ľahko pozorovateľne procesy. Ide o dynamický proces odohrávajúcu sa v priestorovo, ale i časovo veľmi malých mierach. Celý proces je navyše ovplyvňovaný „prvkom náhody“.
Ako naznačujú výsledky štúdie publikovanej v prestížnom periodiku Science, namiesto zoskupovania atómov (atóm po atóme), sa atómy zlata samoorganizujú, rozpadajú, preskupujú, a to v mnohonásobnom procese. Inými slovami, atómy zlata sa spojili do kryštalickej konfigurácie, rozpadli sa a opäť sa spojili v inej konfigurácii. Proces sa niekoľkokrát opakoval a pred stabilizáciou kolísal medzi neusporiadaným a kryštalickým stavom, píše portál ScienceAlert.
Okrem iného sa ukázalo, že akonáhle kryštály dosiahli určitú veľkosť, už sa nevrátili do neusporiadaného, nestabilného stavu, čo je v súlade s konvenčným chápaním tohto procesu.
Celý dej experti pozorovali prostredníctvom mikroskopu TEAM I, ktorý v súčasnosti patrí medzi najvýkonnejšie elektrónové mikroskopy. Odborníkom sa taktiež podarilo v neuveriteľných detailoch zaznamenať prvé milisekundy nukleácie, a to pri rýchlosti 625 snímok za sekundu.
„Pomalšie pozorovania by premeškali tento veľmi rýchly, reverzibilný proces a namiesto prechodov by videli iba rozostrenie, čo vysvetľuje, prečo toto správanie nebolo nikdy predtým pozorované,“ uviedol jeden z autorov štúdie, Peter Ercius.
Podľa dostupných informácií je hlavným vinníkom tejto nestability, respektíve tohto reverzibilného procesu, teplota. Nukleácia a rast kryštálov totiž patrí medzi exotermické procesy, čo znamená, že pri nich dochádza k uvoľňovaniu energie vo forme tepla. Uvoľnená energia potom môže zvýšiť „miestnu teplotu“ a roztopiť kryštál.
NEPREHLIADNI
Je tu šanca, že zvyšky mimozemského telesa sú ukryté priamo pod povrchom Zeme. Ako sa sem dostali?
Týmto spôsobom dochádza k neustálemu taveniu konfigurácie kryštálov, až pokým sa nevytvorí jadro, ktoré je dostatočne silné, aby tomuto teplu odolalo – vznikne stabilný kryštál zlata, na ktorý sa môžu nabaľovať ďalšie atómy bez toho, aby došlo k zrúteniu do nestabilného stavu.
Tím autorov celé pozorovanie navyše potvrdil výpočtami väzbových reakcií medzi hypotetickým atómom zlata a nanokryštálom.
Ako sa jednotlivé atómy zlata usporadúvajú do kryštálov na vrchu grafénového filmu ukazuje toto video:
Najbližším cieľom vedcov je vývoj nového a ešte lepšieho detektora, ktorý by bol schopný zachytiť celý proces pri ešte vyššej rýchlosti, čo by mohlo odhaliť ďalšie, doteraz skryté procesy nukleácie. Výsledky sú dôležité pre vedu o materiáloch a presné pochopenie toho, ako dochádza k vytváraniu materiálov iba z chaoticky usporiadanej hromady atómov.
Čítajte viac z kategórie: Novinky
Ďakujeme, že čítaš Fontech. V prípade, že máš postreh alebo si našiel v článku chybu, napíš nám na redakcia@fontech.sk.
Teraz čítajú
Medicína nechápe: Vedci vytvorili funkčné ľudské srdce v prasati, vydržalo biť úctyhodný čas
Japonsko čelí obrovskej kritike. Púšťa sa do riskantnej ťažby surovín, ktorú ešte nikto nevyskúšal
Totálne sme sa mýlili: Najväčšia záhada Slnka má konečne svoje vysvetlenie
Američania zhodia z lietadiel biologickú zbraň. Nasadia miliardy bojovníkov proti škodcovi
Vo vesmíre sa stalo niečo neuveriteľné. Vedci majú prvé dôkazy o tomto najohromujúcejšom jave
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP
Prekvapivé zistenie vedcov: Bežná bylinka z tvojej záhrady môže výrazne zlepšiť pamäť aj sústredenie
Generácia Z robí firmám vrásky: „YouTube, Instagram a TikTok sú dnešné učebnice,“ tvrdí expertka
Na Slovensko sa rútia silné búrky. Experti sa zhodli, priprav sa na silný vietor a lejak (PREDPOVEĎ)
Slováci si tu budú žiť ako králi. 10 krajín Európy s najnižšími nákladmi na život (REBRÍČEK)
Črevné baktérie pohlcujú toxické chemikálie z tvojho tela. Prelomový výskum vedie k novej ochrane zdravia
- 24 hod
- 48 hod
- 7 dní
-
- Nemci sa zbláznili do energetického grálu. Elektrinu im vyrába zadarmo, sieti dodali 60 miliónov MWh
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- Stalo sa jej to najhoršie. Žena si kúpila lacný elektromobil, po roku ním nedôjde ani do práce
- Do Ameriky doletí za 90 minút. Prelomové lietadlo v prvých testoch všetkých prekvapilo
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
-
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
- Nemci sa zbláznili do energetického grálu. Elektrinu im vyrába zadarmo, sieti dodali 60 miliónov MWh
- Rusi ani netušili, čo im zlikvidovalo najdrahší systém. Ukrajina použila zbraň, akú svet ešte nevidel
- Veľký operátor bije na poplach: Ak dostaneš takúto správu, rovno ju vymaž. Môžeš prísť o peniaze
- Bol na mizine, dnes jeho spotrebiče zarábajú miliardy. Toto je príbeh génia, ktorý založil slávnu značku
-
- Európa do neho investovala miliardy eur, teraz ho ľudia nechcú. Predaj energetického zariadenia prudko klesol
- Vedci našli skrytý trik, ako obnoviť zrak. Takéto niečo by ti nikdy nenapadlo
- Celý život triedila plasty. Žena neverila vlastným očiam, keď pomocou AirTagu zistila, kde končia
- Lacný ako Fabia, výkonný ako Porsche. Známa značka spustila predaj auta s dojazdom 2 000 km
- Rusom padla sánka. Jedna z najlepších stíhačiek USA dostane vlastnú „armádu dronov”
Budeme tankovať lacnejší benzín? OPEC+ spustil ropnú lavínu, ktorá ovplyvní aj Slovákov
Slováci sa dočkali. ZSSK chce konečne vyriešiť jeden z najväčších problémov cestujúcich
Slovenská vláda chce AI pod kontrolou. Vymenovala vlastného splnomocnenca
Po veľkom výpadku sa Praha opäť rozsvietila. Chaos však zanechal následky
ZSSK čelí kritike: Tisíce študentov prichádzajú o nárok na bezplatnú dopravu
NAJČÍTANEJŠIE ZO STARTITUP