«Наука в Сибири» № 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» 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