Процесс роста кристаллов обычно рассматривается как присоединение более мелких «деталей» (атомов, молекул или кластеров) к более крупным блокам, которые задают структуру и форму кристалла. При этом уже «построенная» часть кристалла остается неизменной. Однако исследователи из Нью-Йоркского университета и Санкт-Петербургского государственного университета обнаружили совершенно новое явление при росте кристаллов — постоянное изменение формы.
Изменчивые кристаллы: Радужное непостоянство
Химики вырастили необычные кристаллы, которые скручиваются, подобно двойной спирали ДНК, и вновь раскручиваются, когда растут.
Ученые исследовали кристаллы гиппуровой кислоты — производной аминокислоты глицина. Когда молекулы присоединялись к концу тонкой кристаллической «иглы», на краях кристалла возникали напряжения, скручивающей его винтом, подобно двойной спирали ДНК. С ростом толщины кристалла он вновь выпрямляется, восстанавливая прежнюю форму. Когда кристалл становится толще, его эластичность уменьшается, и деформации, вызванные возникшими напряжениями, больше не оказывают существенного влияния на его форму.
Постоянная борьба между «скручивающими» и «раскручивающими» факторами придает образовавшимся иглам необычную радужную окраску, которая характерна и для плотно скрученных спиралей, и для практически плоских «лент».
Подобная динамика роста кристаллов никогда не наблюдалась ранее. Изучение этого процесса поможет объяснить некоторые из свойств высокомолекулярных полимеров, которые используются при производстве одежды, жидкокристаллических дисплеев и других потребительских товаров. Результаты работы опубликованы в Journal of the American Chemical Society.
По пресс-релизу New York University