17 августа 2009, 14:50

Физики впервые увидели переходное состояние между кристаллом и жидкостью

Физикам впервые удалось визуализировать переходное состояние между кристаллом и жидкостью. Ученым удалось не только сфотографировать его, но даже снять кино о процессе перехода.
Статья, в которой авторы описывают использованную ими технологию и результаты, опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Кратко новая работа изложена в пресс-релизе Университета Эмори, где работают ученые.

Переходы между кристаллическим (твердым) состоянием и жидкостью происходят, например, в воде с кубиками льда. Теоретические основы этого явления были разработаны еще в 1965 году, однако до сих пор у физиков не было экспериментальных данных, которые бы служили наглядным доказательством теории.

Авторы новой работы решили смоделировать переходы кристалл-жидкость в коллоидной суспензии, используя пластиковые шарики, размер которых не превышал диаметр клеточного ядра (около 6-10 микрометров). При помощи таких шариков исследователи смогли увидеть процесс перехода в целом без некоторых несущественных деталей.

Ученые поместили шарики на конусовидные стекла, размещенные вертикально. Высокая концентрация шариков соответствовала твердому состоянию, а низкая - жидкому. Под воздействием гравитации вдоль стекла образовывался градиент концентрации. Используя конфокальный микроскоп, ученые сделали множество снимков, из которых смонтировали фильм о поведении шариков в переходной зоне.

В зависимости от концентрации (а следовательно, состояния) шарики были искусственно окрашены в разные цвета. По словам исследователей, они не ожидали, что слой шариков-молекул, которые уже не находятся в кристаллическом состоянии, но еще не стали "полноценной" жидкостью, окажется столь тонким. В среднем, он не превышал толщины двух шариков.

В конце прошлого года другой коллектив исследователей смог снять фильм еще об одном молекулярном процессе. Новая технология микроскопии помогла ученым увидеть, как происходит отдельный акт катализа на наночастицах.
Чтобы получать лучшие материалы дня, недели, месяца, подписывайтесь на наш канал. Здесь мы добавляем смысла каждой новости.