Kristale akulli

L kristale akulli Ata kanë qenë gjithmonë objekt studimi nga shkencëtarët duke pasur parasysh formën e tyre të veçantë dhe të habitshme. Nëse i shikojmë nën një mikroskop, mund të shohim se ato kanë forma gjeometrike spektakolare dhe është e habitshme pse këto forma gjeometrike krijohen në natyrë.

Në këtë artikull do t'ju tregojmë se cilat janë përfundimet e studimeve të ndryshme në lidhje me kristalet e akullit dhe çfarë është zbuluar deri më sot.

formimi i kristaleve të akullit

Forma shumë simetrike është për shkak të rritjes së rezervuarit, ku uji depozitohet drejtpërdrejt në kristalet e akullit dhe avullohet. Në varësi të temperaturës dhe lagështisë së ambientit, Kristalet e akullit mund të zhvillohen nga prizmat fillestare gjashtëkëndore në shumë mënyra simetrike. Format e mundshme të kristaleve të akullit janë në formë kolone, në formë gjilpëre, në formë pllake dhe dendritike. Nëse kristali migron në një rajon me kushte të ndryshme mjedisore, mënyra e rritjes mund të ndryshojë dhe kristali përfundimtar mund të tregojë mënyra të përziera.

Kristalet e akullit kanë tendencë të bien me boshtet e tyre të gjata të rreshtuara horizontalisht, dhe kështu janë të dukshëm në radarët polarimetrik të motit me vlera të zgjeruara (pozitive) të reflektimit diferencial. Ngarkimi i kristalit të akullit mund të shkaktojë shtrirje të ndryshme nga ato horizontale. Radari i polarizuar i motit gjithashtu mund të zbulojë mirë kristalet e ngarkuara të akullit. Temperatura dhe lagështia përcaktojnë shumë forma të ndryshme kristalesh. Kristalet e akullit janë përgjegjës për disa manifestime optike atmosferike.

Retë e ngrira përbëhen nga kristale akulli, veçanërisht retë cirruse dhe mjegulla e ngrirë. Kristalet e akullit në troposferë bëjnë që qielli blu të bëhet paksa i bardhë, gjë që mund të jetë një shenjë e afrimit të frontit (dhe shiut) ndërsa ajri i lagësht ngrihet dhe ngrin në kristale akulli.

Në temperaturë dhe presion normal, molekulat e ujit janë në formë V dhe dy atome hidrogjeni janë të lidhur me atomet e oksigjenit në një kënd prej 105°. Kristalet e zakonshme të akullit janë simetrike dhe gjashtëkëndore

Kur kompresohen midis dy shtresave të grafenit, kristalet katrore të akullit formohen në temperaturën e dhomës. Materiali është një fazë e re kristal akulli që kombinohet me 17 akull të tjerë. Hulumtimi vijon nga një zbulim i mëparshëm se avulli i ujit dhe uji i lëngshëm mund të kalojnë përmes fletëve të oksidit të laminuar të grafenit, ndryshe nga molekulat më të vogla si heliumi. Ky efekt mendohet se drejtohet nga forcat van der Waals, të cilat mund të përfshijnë presione mbi 10.000 atmosfera.

studime mbi kristalet e akullit

Simulimet e kryera në superkompjuterin MareNostrum në Barcelonë nga studiues nga CSIC dhe Universiteti Complutense i Madridit kanë konfirmuar se çelësi i rritjes së çuditshme të kristaleve të akullit qëndron në strukturën e sipërfaqes së tyre.

Sipërfaqet e akullit mund të jenë në tre gjendje të ndryshme, me shkallë të ndryshme çrregullimi. Kalimet nga njëra tek tjetra krijojnë ndryshime të papritura në ritmet e rritjes me rritjen e temperaturave dhe shpjegojnë mënyrat e ndryshme (të rrafshuara, gjashtëkëndore, ose të dyja) nga kristalet e akullit ose borës në atmosferë.

Çelësi i këtyre ndryshimeve dhe rritjes specifike të kristalit është struktura e tyre sipërfaqësore. Një studim i kryer nga studiuesit Luis González MacDowell nga Universiteti Complutense i Madridit (UCM), Eva Noya nga Instituti Rocca Solano i Kimisë Fizike (IQFR) i Komisionerit të Lartë për Kërkimin Shkencor dhe Pablo Llombart nga të dy institucionet e demonstron disi këtë. . Artikulli u botua në revistën Science Advances.

"Arsyeja e këtij ndryshimi ka qenë një mister deri tani," thotë González MacDowell, duke kujtuar se studiuesi japonez Ukichiro Nakaya zbuloi në vitet 1930 kristalet më të vogla të akullit, të quajtur pluhur diamanti, në formë të një prizmi gjashtëkëndor. Këto prizma mund të jenë të sheshta, si një tabletë, ose të zgjatura, si një laps ose prizëm gjashtëkëndor dhe mund të shndërrohen nga një formë në tjetrën në një temperaturë specifike.

Simulimet

Studiuesit vunë re se në temperatura të ulëta, sipërfaqja e akullit ishte e lëmuar dhe relativisht e rregullt. Kur molekulat e avullit përplasen me sipërfaqen, ata nuk mund të gjejnë një vend për të nxituar dhe shpejt avullojnë, gjë që e bën rritjen e kristalit shumë të ngadaltë.

Por në temperatura më të larta, sipërfaqja e akullit bëhet më e çrregullt, me shumë hapa. Molekulat e avullit mund të gjejnë lehtësisht vendin e tyre në shkallët dhe kristalet rriten me shpejtësi.

“Ne vumë re se ky ndryshim nuk ishte gradual, por ndodhi për shkak të një tranzicioni shumë specifik të quajtur tranzicion topologjik. Por ajo që e bëri akullin edhe më të pazakontë ishte se papritmas, kur lëvozhga e jashtme e kristalit u shkri, sipërfaqja është përsëri më e lëmuar dhe më e rrëmujshme”, tha Noah.

Kur bëhet përsëri shumë i qetë, rritja e kristalit bëhet shumë e ngadaltë në atë anë të kristalit, por jo në anën tjetër. Papritur disa rriten shpejt, të tjerët rriten ngadalë dhe forma e kristaleve ndryshon, siç vërejti Nakatani në eksperimentet më shumë se 90 vjet më parë.

Simulimi në MareNostrum

Duke qenë se akulli është një substancë komplekse që duhet të studiohet duke përdorur teknika eksperimentale për shkak të avullimit të tij të shpejtë, simulimet janë kryer për tetë muaj në kompjuterin më të madh në Spanjë, MareNostrum (BSC-CNS).

“Puna llogaritëse na ka lejuar të përcaktojmë rrugën e secilës molekulë uji që formon kristalin; por sigurisht, për të formuar një kristal të vogël, na duhen qindra mijëra molekula, kështu që sasia e llogaritjes që kërkohet për të bërë këtë studim është e madhe. thotë Llombart Say.

González MacDowell arriti në përfundimin se këto rezultate janë “shumë interesante, por kërkimi shkencor gjithmonë duhet të konfirmohet nga llogaritjet dhe vërtetimet e reja. Pavarësisht nga ky kujdes, ne jemi të kënaqur që përpjekjet tona kanë dhënë frytet e tyre në formën e rezultateve interesante, sepse u deshën shumë përpjekje të pasuksesshme për të marrë fonde.”

Për më tepër, kimisti kujton se kristalet atmosferike të borës luajnë një rol të rëndësishëm në ngrohjen globale: "Për të kuptuar ndikimin në ndryshimin e klimës, duhet të kuptojmë formën dhe shkallën e rritjes së tij. Pra, kuptimi ynë më i mirë na lejon të vendosim një pjesë tjetër në enigmën shumëmilionëshe."

Shpresoj që me këtë informacion të mund të mësoni më shumë për kristalet e akullit dhe karakteristikat e tyre.