Печатная версия
Архив / Поиск

Archives
Archives
Archiv

Редакция
и контакты

К 50-летию СО РАН
Фотогалерея
Приложения
Научные СМИ
Портал СО РАН

© «Наука в Сибири», 2019

Сайт разработан и поддерживается
Институтом вычислительных
технологий СО РАН

При перепечатке материалов
или использованиии
опубликованной
в «НВС» информации
ссылка на газету обязательна

Наука в Сибири Выходит с 4 июля 1961 г.
On-line версия: www.sbras.info | Новости | Архив c 1961 по текущий год (в формате pdf), упорядоченный по годам
 
в оглавлениеN 44 (2929) 7 ноября 2013 г.

МИР СКВОЗЬ ПРИЗМУ
КРИСТАЛЛА

Очередной «Академический час» был посвящён кристаллам, и лекцию на эту тему прочитала Елена Владимировна Болдырева, доктор химических наук, профессор, главный научный сотрудник группы реакционной способности твердых веществ ИХТТМ СО РАН, специалист в области структурных исследований, профессор НГУ.

Е. Садыкова, «НВС»

Иллюстрация

Кристаллы, по словам исследовательницы, встречаются и применяются в нашей жизни практически везде, начиная от кулинарии (поваренная соль, синтетический ванилин и т.д.) и заканчивая медициной. Кристаллы загадочным образом отображены на древних орнаментах и даже в современном искусстве, в архитектуре зачастую обыгрываются формы кристаллов. Практически любое вещество можно кристаллизировать, для этого нужны лишь высокая температура или низкое давление.

Оказывается, важную роль в изучении кристаллов, как ни странно, сыграли физики, лауреаты Нобелевской премии Макс фон Лауэ и отец и сын Брэгги (Уильям Лоренс Брэгг и Уильям Генри Брэгг). Макс фон Лауэ получил премию в 1914 г. «за открытие дифракции рентгеновских лучей на кристаллах», а Брэгги в 1915 г. — «за заслуги в исследовании кристаллов с помощью рентгеновских лучей», причем сыну на тот момент было всего 25 лет, и он остается самым молодым Нобелевским лауреатом в мире. Брэгг-младший обсуждал свои идеи с отцом, известным учёным, разработавшим рентгеновский спектрометр. Инструмент позволил проанализировать большое количество кристаллов. Однако сотрудничество принесло родственникам немало трагических минут, поскольку из-за юности сына многие не хотели признавать его заслуг перед наукой.

Почему эти эксперименты совершили революцию в познании мира?

Во-первых, физики получили доказательства волновой природы рентгеновского излучения и инструмент измерения энергии не только этого излучения, но и, позднее, электронов и нейтронов. Кроме того, появился уникальный инструмент прямого изучения строения конденсированных веществ — приложения в физике, химии, биологии, медицине, науках о материалах.

Сейчас нам трудно оценить, какой скачок вперед был сделан наукой за каких-то сто лет, но если подумать, что в те времена была не только неизвестна природа рентгеновского излучения, но и факт того, что кристаллы состоят из ионов, а не молекул, и его обнародование навлекли на Брэггов гнев президента Королевского химического общества Великобритании. Остается только удивляться и восхищаться гением и мужеством этих людей. Многие концептуальные научные представления того времени оказались полностью перевернуты.

Что же такое кристалл? По определению Международного союза кристаллографов 1992 года, кристалл — это объект, от которого можно наблюдать дифракционную картину с чёткими максимумами (при использовании рентгеновского излучения, или потока электронов, или потока нейтронов).

Люди издревле интересовались кристаллами, их строением и определенную роль в их изучении сыграл Иоганн Кеплер (1571–1630) (интересовавшийся структурой снежинки) и Роберт Гук (1635–1703).

Со временем были сформулированы главные принципы построения кристаллической структуры:

— есть фрагмент, повторением которого можно получить всю структуру;

— структура совмещается сама с собой при действии определенных операций (операций симметрии);

— сочетание разных операций симметрии не произвольно.

Подводя итоги лекции, Елена Владимировна повторила основные моменты, которые должны были запомниться школьникам:

— любые вещества (кроме гелия) могут быть получены в виде кристаллов;

— иногда для этого нужны очень высокие давления или низкие температуры;

— свойства кристаллов зависят от их структуры;

— одно и то же вещество может кристаллизоваться в разных структурах (аллотропия, полиморфизм, политипизм);

— разные полиморфные модификации имеют разные свойства.

Судя по завороженным лицам школьников, лекция оказалась интересной и познавательной, они открыли для себя много нового.

Фото В. Новикова

стр. 1

в оглавление

Версия для печати  
(постоянный адрес статьи) 

http://www.sbras.ru/HBC/hbc.phtml?7+701+1