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哈佛大學(xué)實驗室使用化學(xué)物質(zhì)和礦物成分搭建培養(yǎng)出“微觀之花”
2013-6-4 閱讀(1141)
哈佛大學(xué)實驗室使用化學(xué)物質(zhì)和礦物成分搭建培養(yǎng)出“微觀之花”
晶體，直觀的說，平時生活中常見的白糖、食鹽、味精都是晶體，也即是內(nèi)部質(zhì)點在三維空間呈周期性重復(fù)排列的固體。由晶體轉(zhuǎn)化的“鮮花”肯定沒有人見過。近日，哈弗大學(xué)工程和應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的科研人員，擁有了新的研究發(fā)現(xiàn)，他們成功的將十分靈活的碳酸鋇晶體變成我們?nèi)粘躺钪幸姷降幕?，而且這些花非常的柔軟。
在哈佛大學(xué)專事晶體生長研究的科學(xué)家維姆·諾?。╓im Noorduin）表示，實驗室中培養(yǎng)的“微觀之花”，是使用化學(xué)物質(zhì)和礦物成分搭建而成的。他還指出這一發(fā)現(xiàn)，對微米或納米尺度上的顆粒物的研究領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于人類頭發(fā)絲寬度的尺度，它們在光學(xué)和工程上有著潛在的應(yīng)用前景。
相關(guān)資料片顯示，用來制作工業(yè)用的晶體的技術(shù)之一，是從熔液中生長。籽晶可用來促進(jìn)單晶體的形成。在這個工序里，籽晶降落到裝有熔融物質(zhì)的容器中。籽晶周圍的熔液冷卻，它的分子就依附在籽晶上。這些新的晶體分子承接籽晶的取向，形成了一個大的單晶體。藍(lán)寶石和紅寶石的基本成分是氧化鋁，它的熔點高，制成一個盛裝它的熔液的容器是困難的。人工合成藍(lán)寶石和紅寶石是用維爾納葉法（焰熔法）制成，即將氧化鋁粉和少量上色用的鈦、鐵或鉻粉，通過火焰下滴到籽晶上?；鹧鎸⒎廴劢?，然后在籽晶上重新結(jié)晶。另一方面，晶體通常來說對于環(huán)境的影響或者刺激會比較明顯，比如溫度，濕度，還有ph值都是影響晶體變化的關(guān)鍵，如果有充足的液體環(huán)境，這些晶體就會自動沉淀然后形成相應(yīng)的外觀。
從化學(xué)溶液中析出晶體或?qū)崿F(xiàn)晶體培養(yǎng)是相對直截了當(dāng)?shù)耐緩剑聦嵣夏切┨枪谱鞴径嗌倌陙肀阋恢笔怯眠@種方法制作甜美可口的糖果產(chǎn)品的。但是諾丁所采用的方法有所不同，多年以來他一直在嘗試進(jìn)一步完善自己的這項技術(shù)。其zui大的不同之處在于諾丁可以通過改變?nèi)芤旱臏囟?，pH值，以及二氧化碳濃度，從而控制晶體生長過程中的結(jié)構(gòu)形狀。
當(dāng)燒杯中的鋇鹽和硅酸鈉溶液暴露于二氧化碳中時，花朵和莖葉便開始在金屬平板上漸漸生長了。通過控制溶解于溶液中的二氧化碳濃度，就可以借此調(diào)節(jié)溶液的酸堿度，此外還可以通過對溫度的控制，借助這些手段，諾丁可以控制和引導(dǎo)從溶液中析出結(jié)晶體的形狀，從而形成花瓶，莖葉和花朵。
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