Большая часть людей не думает над таинствами процесса кристаллизации, когда замораживают воду для напитков, но для химика Такаюки Накамуро из Токийского института это сделалось делом всей жизни. Опосля 15 лет работы ему удалось воочию узреть, как этот сложнейший процесс происходит на базисном, атомарном уровне. Аспирант Масая Сакакибара смог записать видео этого процесса.
За базу была взята разработка электрической микроскопии в настоящем времени с атомарным разрешением либо SMART-EM. Весьма много внимания было уделено подготовке проб – японские ученые сконструировали рамку из углерода шириной в один атом. Она нужна для угнетения молекулярной диффузии, чтоб исследуемые атомы не покидали данной области. Вовнутрь рамки расположили раствор хлорида натрия – обыкновенной соли.
Видео, записанное со скоростью 25 кадров за секунду, показывает, как из водянистого хаоса возникает кристаллическая сетка. Она имеет размеры четыре на 6 атомов и не различается стабильностью, но это как раз разумно, поэтому что перед нами еще не настоящий кристалл, а его эмбрион. Команда Накамуро провела 10-ки тестов и на практике обосновала, что среднее время образования кристалла соответствует расчетному – 5,07 секунды.
Опыты с кристаллизацией соли только верхушка айсберга, поэтому что это вещество образует кристаллы лишь одной обычный формы. А вот этот же углерод кристаллизуется весьма по-разному, по этому один и этот же набор атомов может перевоплотиться в мягенький графит либо сверхпрочный алмаз. На последующем шаге японские ученые желают узнать, можно ли влиять на процесс кристаллизации на атомарном уровне и как употреблять эту технологию на практике.
Источник — Journal of the American Chemical Society
Источник: