一个国际研究小组的研究,包括地学科学家弗吉尼亚理工大学,自然已经演示了如何使用不同的路径对于超越经典的晶体生长,one-atom-at-a-time路线。
一个国际研究小组已经表现出自然使用多种途径晶体生长。这是一个艺术呈现的分子动力学模拟结果显示液状物粒子的形成初期的碳酸钙结晶。信贷:亚当·f·华莱士/特拉华大学和大卫·j·凯莉。
晶体一直是研究为了理解它们如何形成复杂的形状。晶体是一个重要的材料,从土壤和半导体的骨骼和贝壳。欧洲杯足球竞彩然而,晶体的形成仍然有些神秘。
研究结果发表在《科学》杂志上,提供新的见解的机制增加矿物质植物和动物的形状。欧洲杯线上买球这些形状不是原来的晶体对称性有关。困难的工作也揭示了原因去除某些污染物地下水和河流沉积物。
“在所有学科研究人员观察骨骼和人工培养晶体,不能用传统的理论,来解释”大学特聘教授和帕特丽夏鸽说C.P.英里科学教授弗吉尼亚理工大学理学院。欧洲杯线上买球“我们展示这些晶体可以被建立成复杂的结构通过附加粒子,纳米晶体,集群,或滴——成为组织成复杂的形状。欧洲杯猜球平台许多科学家已经导致识别这些粒子和通路成为晶体,我们面临的挑战是建立一个框架来理解他们。”欧洲杯猜球平台
基于几个讨论来自不同领域的研究者,如物理学、生物学、地球化学、地球和材料科学,结果开始实现。欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球研究者工作分别进行各种实验,研究土壤,溪流,和动物骨骼或理解背后的机制使用计算机模拟粒子的形成和附件。欧洲杯猜球平台
加州伯克利分校举行了为期三天的研讨会,研究人员讨论结果。这是由地球科学委员会办公室的美国能源部的基本能源科学。欧洲杯线上买球
“因为结晶是一个普遍的现象在范围广泛的学科,这个过程的转变发生了深远的影响,”材料科学家欧洲杯足球竞彩和物理学家詹姆斯·德·Yoreo说能源部的太平洋西北国家实验室。“此外,很大程度上因为我们社区在这个问题上达成共识,研究有潜力定义未来研究方向的结晶。”
在这两种动物和实验室系统,粒子形成过程的初始步骤。这些粒子可以集欧洲杯猜球平台群,水滴,纳米晶体或小分子。他们是不稳定,往往互相连接,与晶体和其他表面附近。例如,纳米晶体倾向于将以同样的方式沿着相同的方向定向乐高玩具的大水晶之前附加。相反,非晶集团倾向于总。
研究人员解释说,这些原子聚集的“波”通过大众重新排列成一个单晶在稍后的阶段。他们还强调了还需要更多的研究来理解的力量使这些粒子移动和集成。欧洲杯猜球平台
“粒子途径似乎是棘手的,因为他们可以形成晶体与传统的在上雕琢平面的表面或者他们可以完全意想不到的形状和化学成分,”鸽子说,该研究的通讯作者,美国国家科学院的一员。欧洲杯线上买球“我们组证据显示这些途径合成晶体增长成为可能,因为相互之间的热力学和动力学因素。”
获得洞察动物使用的机制,形成晶体结构,包括骨骼、牙齿,和贝壳,将有助于理解晶体的形成。这方面的知识也将有助于在设计创新的材料和说明异常的矿物岩石中的模式。欧洲杯足球竞彩同样,了解污染物被困或运输的矿物质沉积物将有用的土壤和水环境管理的。
“我们如何思考结晶的方法影响我们如何解释自然结晶过程在化学和生物环境中,以及我们如何设计和控制合成晶体生长过程中,“De Yoreo说。“我惊讶的是,普遍存在一个现象particle-mediated结晶,可以轻易地创建一个统一的画面捕捉其许多风格。”
美国能源部的地球科学委员会,办公室基欧洲杯线上买球本能源科学、化学科学、地球科学和生物科学部门支持研究工作。