Uz više od osam godina iskustva u odabiru astronomskih i znanstvenih ukrasa, osobno testira svaki projektor galaksije i Nixie sat prije preporuke.
Što je kristal?
Kristali su materijali u kojima su atomi ili molekule raspoređeni u vrlo redovit i ponavljajući uzorak. Upravo taj uredan uzorak čini kristale tako posebnima! Atomi u kristalu obično su raspoređeni u trodimenzionalnoj mreži, što kristalima daje njihov karakterističan svjetlucavi izgled.
Kristali nastaju iz otopina, što znači da su kemikalije i molekule koje ih čine pomiješane u tekućem obliku. Kada se te molekule polako hlade, počinju se poravnavati na uredan način. Što se molekule sporije hlade, to su kristali veći i savršeniji.
Faze stvaranja kristala
Nukleacija
Prvi korak u stvaranju kristala je stvaranje jezgre. To se može dogoditi nasumično, ali kristali će se lakše formirati ako im osigurate malo sjemenke za početak. Nukleus se može formirati na mnogo različitih načina, uključujući čestice prašine i leda u zraku, ili čak jednostavnu mrvicu prašine na prstima!
Kristalizacija
Kristalizacija se odnosi na proces kojim se molekule poravnavaju kako bi stvorile kristal. To se događa kada je jezgra okružena otopinom koja sadrži ispravne molekule. Molekule u otopini prikačit će se na jezgru i započeti stvaranje kristala.
Rast kristala
Kako kristal raste, sve više molekula se taloži unutar njegove strukture. Brzinu rasta određuju različiti parametri, uključujući temperaturu i vlažnost otopine.
Različite vrste kristala ovisno o procesu kristalizacije
Kristalizacija stvara mnoge različite vrste kristala, od kojih svaka ima jedinstvena svojstva! Oblik i uzorak koje stvara svaki kristal ovise o nizu čimbenika, kao što je temperatura u trenutku stvaranja.
Postoji nekoliko naziva za oblike koji se javljaju u kristalima, uključujući šest glavnih oblika navedenih u nastavku:
Kubični: ovo je najčešći oblik kristala, sa šest četvrtastih ploha koje se sastaju pod pravim kutom
Oktaedarski: Ovaj oblik ima osam trokutastih ploha i česta je forma u kristalima s visokom simetrijom.
Triclinički: ovo je nepravilan kristal s tri glavne osi, što mu omogućuje da istovremeno ima dva različita oblika!
Monoklinički: Ovaj kristal ima samo jednu os simetrije. Ima nejednake stranice koje se susreću pod kutovima različitim od 90 stupnjeva i prepoznaje se po svojim kosim stranicama.
Ortorombski: Ovaj kristal ima tri osi simetrije i prave kutove između njih. Oblik je pravokutan.
Šesterokutni : Ovo je kristal s šest strana i dvije osi simetrije koje prolaze kroz središte. Prepoznaje se po svojim zakrivljenim rubovima.
Različite vrste kristala
Kristali koji se nalaze u prirodi
Kristali nisu uvijek čisti, što otežava određivanje njihove točne sastave. Evo nekoliko primjera najčešćih minerala koji se nalaze u prirodi:
Fluorit (CaF₄) je mineral koji sadrži kalcijev fluorid i fluorovodičnu kiselinu (HF). Dugo se koristi kao izvor fluorida, koji je ključni sastojak u pasti za zube i drugim proizvodima.
Kvarc (SiO₂) najrašireniji je mineral na Zemlji i čini oko 12 posto Zemljine kore. Nalazi se u mnogim različitim oblicima, uključujući kvarcit i ametist.
Kalcit (CaCO₃) je mineral koji se najčešće nalazi u vapnencu i mramoru. Ključni je sastojak cementa i koristi se za izradu pariske žbuke.
U laboratoriju uzgojeni kristali
U laboratoriju možemo stvoriti kristale bilo kojeg oblika i veličine kontroliranjem uvjeta pod kojima se formiraju. To nam daje veliku fleksibilnost u pogledu onoga što možemo učiniti s tim materijalima! Evo nekih uobičajenih primjena sintetskih kristala:
– poluvodiči: to su materijali koji se koriste u elektroničkim uređajima za kontrolu intenziteta svjetlosti ili prijenos signala.
– Katalizatori: to su tvari koje mijenjaju brzinu kemijskih reakcija, čineći ih učinkovitijima i jeftinijima. Omogućuju nam stvaranje novih materijala koji se koriste u širokom rasponu primjena, uključujući farmaceutske proizvode i automobilske motore!
– Kristali dijamanta: zbog svoje tvrdoće mogu se koristiti kao abrazivi ili reznim alatima. Također se koriste za izradu bušilica i vrhova određenih igala!
– Staklo: to su materijali koji se mogu oblikovati kroz proces sličan kristalizaciji, ali u kojem se atomi ne raspoređuju u kristale. Staklo ima mnoge primjene, uključujući prozore u zgradama i automobilima, leće fotoaparata i optička vlakna koja omogućuju prijenos visokokvalitetnih slika putem interneta.
– poluvodički laseri: to su uređaji koji sadrže poluvodič, što omogućuje proizvodnju laserskog zraka visoke energije uz potrošnju vrlo male količine energije! Ova se vrsta lasera nalazi u CD i DVD playerima, kao i u skenerima crtičnog koda u supermarketima, na benzinskim postajama i na mnogim drugim mjestima!