Ученым удалось снять видео, которое показывает крупным планом микроскопические частицы золота, которые двигаются, прежде чем встать на место в кристаллических структурах.
Прежде чем приступить к исследованию, физик Эрик Луйтен из Северо-Западного университета в Эванстоне, штат Иллинойс, рассчитывал просто подтвердить столетние представления о том, как формируются кристаллы.
Но, по его словам, «предстояло еще так много узнать о кристаллизации».
Атомы, из которых состоят знакомые кристаллы, такие как соль, сахар и кварц, трудно представить в действии. Поэтому команда обратилась к наночастицам золота, каждая размером около 60 миллиардных долей метра, или примерно одной тысячной диаметра типичного человеческого волоса. Исследователи использовали просвечивающую электронную микроскопию, чтобы отследить частицы, когда они зафиксировались на месте после плавания в соленой жидкости.
Регулируя химический состав жидкости, исследователи настроили скорость, с которой наночастицы осаждаются из окружающего раствора для образования кристаллов. Выбор среди форм, включая кубы, кубы с зазубренными гранями и сферы, изменил то, как частицы двигались вдоль кристаллов. Изменяя как химию жидкости, так и форму частиц, исследователи контролировали, будут ли кристаллы наночастиц расти гладкими плоскостями или шероховатыми поверхностями.
Наночастицы в сотни раз больше атомов. Но исследователи считают, что атомы превращаются в кристаллы почти таким же образом. Исследование может помочь в разработке гибкой электроники, высокоэффективных солнечных элементов и других материалов со свойствами, зависящими от кристаллических структур.
