Címlap Hírek Tudományfigyelő A kristályosodási folyamat új aspektusai

AZ IPARBAN IS HASZNOSÍTHATÓ FELISMERÉS
Az anyagtudomány egyik gyakorlati szempontból is alapvető fontosságú kérdésében, a komplex kristálycsíra-képződés témakörében publikáltak mérföldkőnek felfogható, tudományos összefoglalót az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont munkatársai, Gránásy László, az MTA doktora és Tóth Gyula PhD.

A magyar tudósokat egy kínai kutatócsoportnak a folyadék- és a kristályos fázisok közti átmenet folyamatával kapcsolatos vizsgálatairól megjelent tanulmánya nyomán kérte fel az egyik legelismertebb nemzetközi fizikai szaklap, a Nature Physics folyóirat, hogy a cikkben foglaltakat saját megfigyeléseikkel kiegészítve, készítsenek áttekintést a nagyszámú kristályszemcséből álló anyagok megszilárdulási folyamatának első, kevéssé ismert fázisával kapcsolatos felismerésekről.
Mint Gránásy László magyarázta, a kristálycsíra-képződés vagy nukleáció a nagyszámú kristályszemcséből felépülő, úgynevezett polikristályos anyagok létrejöttének egyik fontos fázisa. Ezek az anyagok általában olvadék állapotból történő megszilárdulással alakulnak ki. A folyamat első, de legkevésbé ismert lépcsője a kristálycsíra-képződés, amelynek során növekedésre képes nanométeres kristályrészecskék jönnek létre. – A nukleáció folyamata nemcsak a mikroszerkezet meghatározása, hanem az atomi méretek tartományába eső, úgynevezett nanostruktúrák előállítása szempontjából is alapvető jelentőségű – hangsúlyozta a kutató, aki a forrásként szolgáló kínai tanulmány megállapításait így foglalta össze: – A kristálycsíra-képződés két szakaszból áll. Először a folyadéknál sűrűbb, kristályszerű lokális atomi renddel jellemezhető, de a térben hosszú távú rendet nem mutató, amorf tartományok jelennek meg, majd a második lépcsőben alakul ki a hosszú távú atomi rendet megvalósító kristályos anyag. Mint mondta, ezt a képet egészítik ki az MTA Wigner Fizikai Kutatóközpontban korábban végzett elméleti vizsgálatok, amelyek szerint a kristályszerű lokális szerkezettel jellemezhető amorf tartományok mellett folyadékszerű lokális szerkezettel rendelkező amorf tartományok is megjelennek.
A magyar kutatók az elméleti eredményeket összefoglalva megállapították, hogy a kétlépcsős kristálycsíra-képződés valószínűleg térbeli iránytól független, gömbszerű részecskékből álló anyagok széles körére, például a fémekre, a nemesgázokra, a gömbszerű fehérjékre, illetve a vírusokra lehet jellemző. A tudósok felismerése meghatározó lépés a nukleáció részleteinek megértése irányában, amellyel elősegíthető az anyag megszilárdulása során kialakuló mikroszerkezet pontosabb szabályozása. Ezzel többek között lehetővé válna az ipari ötvözetek tulajdonságainak további optimalizálása, de a kristálycsíra-képződés ugyancsak jelentős szerepet játszik például a felhőképződésben, az ásványok létrejöttében, a vesekövek kialakulásában, valamint a biológiai minták fagyasztásos tárolásában is, így a kutatási eredmények hasznosítása sok területen lehetséges.
A magyar kutatók eredményei közelebb vihetnek a kristályosodás folyamatának pontosabb megismeréséhez és ezáltal fontos anyagtudományi, légkörfizikai, biológiai, kriobiológiai és geofizikai kérdések megválaszolásához is.
(forrás: MTA-hírek)

 

Keresés a teljes weboldalon