Fushat kryesore të aplikimit të kristaleve artificiale. Rritja e kristaleve të rubinit në shtëpi Kristal artificial

Që nga kohërat e lashta, njerëzimi ka përdorur kristale. Fillimisht, këto ishin kristale natyrale që përdoreshin si mjet dhe mjet për shërim dhe meditim. Më vonë, gurët e rrallë dhe metalet e çmuara filluan të vepronin si para. Kërkimet dhe zbulimet themelore shkencore të shekullit të 20-të bënë të mundur zhvillimin e metodave për marrjen e kristaleve artificiale dhe zgjerimin e ndjeshëm të fushave të aplikimit të tyre.

Një kristal i vetëm është një kristal homogjen që ka një rrjetë kristalore të vazhdueshme dhe anizotropi të vetive. Forma e jashtme e një kristali të vetëm varet nga struktura atomike-kristaline dhe kushtet e kristalizimit. Shembuj të kristaleve të vetme janë kristalet e vetme të kuarcit, kripës shkëmbore, sparit islandez, diamantit, topazit.

Nëse shkalla e rritjes së kristaleve është e lartë, do të formohen polikristale të cilët kanë një numër të madh të kristaleve të vetme. Kristalet e vetme të substancave me pastërti të lartë kanë të njëjtat veti pavarësisht nga mënyra e përgatitjes.

Deri më sot, ekzistojnë rreth 150 metoda për marrjen e kristaleve të vetme: faza e avullit, faza e lëngshme (tretësirat dhe shkrirja) dhe faza e ngurtë.

Në Departamentin e Materialeve me Temperatura të Lartë dhe Metalurgjisë së Pluhurit, unë përdor metodën më të fundit për të rritur kristalet e vetme të heksaboridit të lantanit dhe lidhjeve të ndryshme eutektike të bazuara në të. Kristalet e vetme të këtyre përbërjeve përdoren për të bërë katoda të përdorura në teknologjinë e emetimit.

Me zhvillimin e inxhinierisë elektrike dhe elektronike, përdorimi i kristaleve të vetme po rritet nga viti në vit. Pjesët e bëra nga materiale me një kristal të pastërtisë së lartë mund të shihen në të gjitha modelet e reja të pajisjeve elektronike, nga radiot deri te makinat e mëdha llogaritëse elektronike.

Teknika i mungon një sërë vetive të kristaleve natyrore, kështu që shkencëtarët kanë zhvilluar një metodë komplekse teknologjike për krijimin e si kristal substanca me një veti të ndërmjetme, duke rritur shtresa tepër të holla (disa deri në dhjetëra nanometra) të kristaleve të alternuara me rrjeta kristalore të ngjashme - metoda e epitaksisë. Këto kristale quhen kristale fotonike.

Në kristalet fotonike ka breza të ndaluar të energjisë - këto janë vlerat e energjisë së fotoneve që nuk mund të depërtojnë në kristal dhe të treten në të. Nëse energjia e një kuantike të dritës ka një vlerë të pranueshme, atëherë ajo do të kalojë me sukses përmes kristalit. Kjo do të thotë, kristalet fotonike mund të luajnë rolin e një filtri drite që kalon fotone me vlera të caktuara energjetike dhe filtron të gjithë të tjerët.

Kristalet fotonike kanë 3 grupe, të cilat përcaktohen nga numri i boshteve hapësinore në të cilat ndryshon indeksi i thyerjes. Sipas këtij kriteri, kristalet ndahen në një, dy dhe tre-dimensionale.

Një përfaqësues i njohur i kristaleve fotonike është opali, i cili ka një model të mahnitshëm ngjyrash, i cili shfaqet pikërisht për shkak të ekzistencës së brezave të energjisë së ndaluar.

Kristalet e vetme të safirëve artificialë janë vetëm pak inferiorë ndaj ngurtësisë së diamantit dhe kanë një rezistencë të lartë ndaj gërvishtjeve, gjë që u lejon atyre të përdoren si ekrane mbrojtëse në pajisjet elektronike (tableta, smartphone, etj.). Përdorimi i metodës Czochralski bën të mundur marrjen e kristaleve të mëdha të vetme të safirëve artificialë.

Në ditët e sotme, shkencëtarët po flasin gjithnjë e më shumë për nanokristalet. Nanokristalet mund të kenë një madhësi nga 1 deri në 10 nm, e cila varet nga lloji i nanokristaleve, si dhe nga mënyra e përgatitjes së tyre. Ato janë zakonisht 100 nm për qeramikën dhe metalet, 50 nm për diamantin dhe grafitin dhe 10 nm për gjysmëpërçuesit. Madhësia e nanokristaleve ndikon në shfaqjen e vetive të pazakonta në substancat e njohura.

(Vizituar 1 333 herë, 1 vizita sot)

Fetisov Nikolai

Bota rreth nesh përbëhet nga kristale, mund të themi se jetojmë në një botë kristalesh. Ndërtesat e banimit dhe strukturat industriale, avionët dhe raketat, anijet motorike dhe lokomotivat me naftë, shkëmbinjtë dhe mineralet përbëhen nga kristale. Ne hamë kristale, shërohemi me to dhe përbëhemi pjesërisht nga kristale.

Pra, çfarë janë kristalet? Çfarë pronash kanë? Si rriten kristalet? Si dhe ku përdoren aktualisht dhe cilat janë perspektivat për përdorimin e tyre në të ardhmen? Këto pyetje më interesuan dhe u përpoqa të gjeja përgjigje për to.

Shkarko:

Pamja paraprake:

11 KONFERENCA SHKENCORE DHE PRAKTIKE E RRETHIT KUZNETSKY "BOTA E HAPUR"

SEKSIONI FIZIKËS

Fushat kryesore të aplikimit të kristaleve artificiale

Bërë nga nxënësi i klasës së 8-të

Fetisov Nikolai

Shefi Sizochenko A.I.,

Mësues i fizikës

Arsimi i përgjithshëm komunal

institucioni

“Arsimi i përgjithshëm bazë

Shkolla nr 24 "

Novokuznetsk, 2014

Hyrje…………………………………………………………………………………………………………

1. Trupi kryesor

1.1. Koncepti i kristalit……………………………..……..4

1.2. Kristalet teke dhe polikristalet .......................... 4

1.3. Metodat për rritjen e kristaleve……………….…5

1.4. Përdorimi i kristaleve……………………………7

2. Pjesa praktike

2.1. Rritja e kristaleve në shtëpi

Kushtet…………………………………………9

3. Konkluzioni………………………………………………….…11

Bibliografia……………………………………………………………………………

Aplikimet………………………………………………..14-15

Prezantimi

Si një skulptor magjik

Skajet e lehta të kristaleve

Gdhend një zgjidhje pa ngjyrë.

N.A.Morozov

Bota rreth nesh përbëhet nga kristale, mund të themi se jetojmë në një botë kristalesh. Ndërtesat e banimit dhe strukturat industriale, avionët dhe raketat, anijet motorike dhe lokomotivat me naftë, shkëmbinjtë dhe mineralet përbëhen nga kristale. Ne hamë kristale, shërohemi me to dhe përbëhemi pjesërisht nga kristale.

Kristalet janë substanca në të cilat grimcat më të vogla janë "të paketuara" në një rend të caktuar. Si rezultat, gjatë rritjes së kristaleve, në sipërfaqen e tyre shfaqen spontanisht fytyra të sheshta dhe vetë kristalet marrin forma të ndryshme gjeometrike.

Akademiku A.E. Fersman “Pothuajse e gjithë bota është e kristaltë. Bota dominohet nga një kristal dhe ligjet e tij të ngurta drejtvizore” është në përputhje me interesin shkencor të shkencëtarëve në mbarë botën për këtë objekt studimi.

Industria moderne nuk mund të bëjë pa një shumëllojshmëri të gjerë kristalesh. Ato përdoren në orë, marrës transistor, kompjuterë, lazer dhe më shumë. Laboratori i madh - natyra - nuk mund të plotësojë më kërkesën e teknologjisë në zhvillim, dhe tani kristalet artificiale rriten në fabrika të veçanta: të vogla, pothuajse të padukshme dhe të mëdha - që peshojnë disa kilogramë.

Njerëzit kanë mësuar se si të marrin artificialisht shumë gurë të çmuar. Për shembull, kushinetat për orët dhe instrumentet e tjera precize janë bërë prej kohësh nga rubinët artificialë. Ata gjithashtu marrin artificialisht kristale të bukura që nuk ekzistojnë fare në natyrë - zirkoni kub. Është e vështirë të dallosh zirkonin kub nga diamanti me sy - ata luajnë aq bukur në dritë.

Pra, çfarë janë kristalet? Çfarë pronash kanë? Si rriten kristalet? Si dhe ku përdoren aktualisht dhe cilat janë perspektivat për përdorimin e tyre në të ardhmen? Këto pyetje më interesuan dhe u përpoqa të gjeja përgjigje për to.

Puna ime është kërkimore, pasi zbatimi i saj përdor njohuritë e disa lëndëve akademike: fizikë, kimi, biologji, shkenca kompjuterike. Si rezultat i aktivitetit tim, kam krijuar një prezantim "Kristalet dhe aplikimet e tyre", i cili mund të përdoret në mësimet e fizikës dhe kimisë si një ndihmë vizuale dhe kristalet e rritura nga sulfati i bakrit dhe kripa e tryezës.

Synimi:

Përcaktoni fushat kryesore të aplikimit të kristaleve artificiale dhe provoni eksperimentalisht mundësinë e rritjes së kristaleve të kripës dhe sulfatit të bakrit pa përdorimin e pajisjeve speciale.

Për të arritur këtë qëllim, u përballa me sa vijon

detyrat:

• Mblidhni materiale për kristalet dhe vetitë e tyre nga burime letrare dhe në internet.
• Kryeni eksperimente mbi rritjen e kristaleve të sulfatit të bakrit dhe kripës së tryezës.
• Sistematizimi i materialit për kristalet: përdorimi i kristaleve artificiale dhe metodat për rritjen e tyre.
• Krijo një prezantim "Kristalet dhe aplikimet e tyre" për qëllime edukative.

1. Pjesa kryesore

1. Koncepti i kristalit

Kristal (nga greqishtja. krystallos - "akulli transparent") fillimisht quhej kuarc transparent (kristal shkëmb), i gjetur në Alpe. Kristali i shkëmbit u ngatërrua me akullin, i ngurtësuar nga i ftohti në atë masë sa nuk shkrihet më. Fillimisht, tipari kryesor i një kristali u pa në transparencën e tij, dhe kjo fjalë u përdor në aplikim për të gjitha lëndët e ngurta natyrore transparente. Më vonë, ata filluan të bëjnë xhami që nuk ishte inferior në shkëlqim dhe transparencë ndaj substancave natyrore. Objektet e bëra prej xhami të tillë quheshin gjithashtu "kristal". Edhe sot gota me transparencë të veçantë quhet kristal, topi “magjik” i fallxhorëve quhet top kristal.

Një tipar mahnitës i kristalit shkëmbor dhe i shumë mineraleve të tjera transparente janë fytyrat e tyre të lëmuara të sheshta. Në fund të shekullit XVII. është vënë re se ka një simetri të caktuar në renditjen e tyre dhe është vërtetuar se disa minerale opake kanë një prerje të rregullt natyrore. Kishte një supozim se forma mund të lidhet me strukturën e brendshme. Në fund, të gjitha trupat e ngurtë që kanë një aspekt natyror të sheshtë u quajtën kristale.

Në armaturë ka rroba dhe kurora të carëve rusë, të shpërndara plotësisht me kristale - gurë të çmuar - ametistë. Në kisha, ikonat dhe altarët ishin zbukuruar me ametist.

Kristalet më të njohur janë diamantet, të cilët pasi priten, kthehen në diamante. Njerëzit janë përpjekur të zbulojnë misterin e këtyre gurëve për shumë shekuj, dhe kur zbuluan se një diamant është një lloj karboni, askush nuk e besoi.

Eksperimenti vendimtar u krye në 1772 nga kimisti francez Lavoisier. Në natyrë, diamantet formohen në zorrët e tokës në temperatura dhe presione shumë të larta. Shkencëtarët ishin në gjendje të krijonin kushte në laborator në të cilat diamantet mund të merren nga grafiti vetëm pas 200 vjetësh. Tani po prodhohen dhjetëra tonë diamante artificiale. Mes tyre ka diamante për qëllime bizhuteri, por shumica e tyre përdoren për të bërë vegla të ndryshme.

1. Kristale të vetme dhe polikristale

Trupat kristalorë mund të jenë monokristalë dhe polikristalë. Një kristal i vetëm është një kristal i vetëm që ka një rrjetë kristalore të renditur makroskopike. Ata kanë një formë të jashtme gjeometrikisht të saktë, por kjo veçori nuk është e detyrueshme.

Polikristalet janë kristale të vegjël të orientuar rastësisht të ndërthurur me njëri-tjetrin - kristalite.

1. Metodat e rritjes së kristaleve

Në laborator, kristalet rriten në kushte të kontrolluara me kujdes për të siguruar vetitë e dëshiruara, por në parim, kristalet laboratorike formohen në të njëjtën mënyrë si në natyrë - nga tretësira, shkrirja ose avulli. Kështu, kristalet piezoelektrike të kripës Rochelle rriten nga një tretësirë ​​ujore në presionin atmosferik. Kristale të mëdha të kuarcit optik rriten gjithashtu nga tretësira, por në temperatura 350-450 rreth C dhe një presion prej 140 MPa. Rubinët sintetizohen në presionin atmosferik nga pluhuri i oksidit të aluminit i shkrirë në një temperaturë prej 2050 rreth C. Kristalet e karbitit të silikonit që përdoren si gërryes merren nga tymrat në një furre elektrike.

Ruby ishte kristali i parë i vetëm i marrë në laborator. Për të marrë rubin, një përzierje e aluminit anhidër u ngroh, që përmbante një përzierje më të madhe ose më të vogël të kaliumit kaustik me fluorid bariumi dhe kripë kaliumi me dy krom. Ky i fundit shtohet për të shkaktuar ngjyrën e rubinit dhe oksidi i aluminit merret në një sasi të vogël. Përzierja vendoset në një kavanoz balte dhe nxehet (nga 100 orë deri në 8 ditë) në furrat me kumbues në temperatura deri në 1500 rreth C. Në fund të eksperimentit, një masë kristalore shfaqet në kavanoz, dhe muret janë të mbuluara me kristale rubin me një ngjyrë të bukur rozë.

Metoda e dytë e zakonshme për rritjen e kristaleve të gurëve të çmuar sintetikë është metoda Czochralski. Ai konsiston në sa vijon: shkrirja e substancës nga e cila supozohet të kristalizohen gurët vendoset në një kavanoz zjarrdurues të bërë nga metali zjarrdurues (platin, rodium, iridium, molibden ose tungsten) dhe nxehet në një induktor me frekuencë të lartë. Një farë nga materiali i kristalit të ardhshëm ulet në shkrirjen në boshtin e shkarkimit, dhe materiali sintetik rritet në të në trashësinë e dëshiruar. Boshti me farën tërhiqet gradualisht lart me shpejtësi 1-50 mm/h me rritje të njëkohshme me frekuencë rrotullimi 30-150 rpm. Rrotulloni boshtin për të barazuar temperaturën e shkrirjes dhe për të siguruar shpërndarje të barabartë të papastërtive. Diametri i kristalit deri në 50 mm, gjatësia deri në 1 m Korundi sintetik, spinel, granata dhe gurë të tjerë artificialë rriten duke përdorur metodën Czochralski.

Kristalet gjithashtu mund të rriten kur avujt kondensohen - kështu përftohen modelet e flokeve të dëborës në xhamin e ftohtë. Kur metalet zhvendosen nga tretësirat e kripës me ndihmën e metaleve më aktivë, formohen edhe kristale. Për shembull, vendosni një gozhdë hekuri në një zgjidhje të sulfatit të bakrit, ajo do të mbulohet me një shtresë të kuqe bakri. Por kristalet e bakrit që rezultojnë janë aq të vogla sa mund të shihen vetëm nën një mikroskop. Në sipërfaqen e gozhdës, bakri lirohet shumë shpejt, kështu që kristalet e tij janë shumë të vogla. Por nëse procesi ngadalësohet, kristalet do të rezultojnë të jenë të mëdhenj. Për ta bërë këtë, sulfati i bakrit duhet të mbulohet me një shtresë të trashë kripe tavoline, të vendosni një rreth letre filtri mbi të, dhe në krye - një pllakë hekuri me një diametër pak më të vogël. Mbetet për të derdhur një zgjidhje të ngopur të kripës së tryezës në enë. Sulfati i bakrit do të fillojë të shpërndahet ngadalë në shëllirë. Jonet e bakrit (në formën e anioneve komplekse jeshile) do të shpërndahen lart shumë ngadalë, gjatë shumë ditëve; procesi mund të vërehet nga lëvizja e kufirit me ngjyrë. Pasi kanë arritur në pllakën e hekurit, jonet e bakrit reduktohen në atome neutrale. Por duke qenë se ky proces është shumë i ngadalshëm, atomet e bakrit rreshtohen në kristale të bukur me shkëlqim. Ndonjëherë këto kristale formojnë degë - dendrite.

1. Përdorimi i kristaleve.

Kristalet natyrore kanë ngjallur gjithmonë kureshtjen e njerëzve. Ngjyra, shkëlqimi dhe forma e tyre ndikuan në ndjenjën njerëzore të bukurisë dhe njerëzit dekoruan veten dhe shtëpitë e tyre me to. Për një kohë të gjatë, bestytnitë janë lidhur me kristalet; si amuletë, ata duhej jo vetëm t'i mbronin pronarët e tyre nga shpirtrat e këqij, por edhe t'i pajisnin ata me fuqi të mbinatyrshme. Më vonë, kur të njëjtat minerale filluan të priten dhe lustroheshin si gurë të çmuar, shumë besëtytni u ruajtën në hajmali "për fat të mirë" dhe "gurët e vet" që korrespondonin me muajin e lindjes. Të gjithë gurët e çmuar natyrorë përveç opalit janë kristalorë dhe shumë prej tyre, si diamanti, rubini, safiri dhe smeraldi, vijnë në kristale të prera bukur.Bizhuteri Kristaljanë po aq të njohura tani sa ishin gjatë neolitit.

Bazuar në ligjet e optikës, shkencëtarët po kërkonin një mineral transparent, të pangjyrë dhe pa defekte nga i cili do të ishte e mundur të prodhoheshin lente duke bluar dhe lustruar. Kristalet e kuarcit pa ngjyrë kanë vetitë e nevojshme optike dhe mekanike, dhelentet e para, duke përfshirë për syzejanë bërë prej tyre. Edhe pas ardhjes së xhamit optik artificial, nevoja për kristale nuk është zhdukur plotësisht; Kristalet e kuarcit, kalcitit dhe substancave të tjera transparente që transmetojnë rrezatim ultravjollcë dhe infra të kuqe përdoren ende për të bërë prizma dhe thjerrëza të instrumenteve optike.

Kristalet luajtën një rol të rëndësishëm në shumë inovacione teknike të shekullit të 20-të. Disa kristale gjenerojnë një ngarkesë elektrike kur deformohen. Përdorimi i tyre i parë domethënës ishteprodhimi i gjeneratorëve të radiofrekuencës të stabilizuar nga kristalet e kuarcit.Duke bërë që një pllakë kuarci të vibrojë në fushën elektrike të një qarku oscilues të frekuencës radio, mund të stabilizohet frekuenca e marrjes ose transmetimit.

Diodat gjysmëpërçuese përdoren në kompjuterë dhe sisteme komunikimi, transistorët kanë zëvendësuar tubat vakum në inxhinierinë radio dhe panelet diellore të vendosura në sipërfaqen e jashtme të anijes kozmike e shndërrojnë energjinë diellore në energji elektrike. Gjysmëpërçuesit përdoren gjithashtu gjerësisht në konvertuesit AC/DC.

Kristalet me veti piezoelektrike përdoren në radio marrës dhe radiotransmetues, në kokat e marrjes dhe në sonare. Disa kristale modulojnë rrezet e dritës, ndërsa të tjerët gjenerojnë dritë duke aplikuar një tension. Lista e përdorimit të kristaleve është tashmë e gjatë dhe në rritje.

kristale artificiale.Për një kohë të gjatë, njeriu ka ëndërruar të sintetizojë gurë që janë po aq të çmuar sa ata që gjenden në kushte natyrore. Deri në shek. përpjekje të tilla ishin të pasuksesshme. Por në vitin 1902arriti të merrte rubin dhe safirëme vetitë e gurëve natyrorë. Më vonë, në fund të viteve 1940, patismeraldi të sintetizuar, dhe në vitin 1955 Kompania General Electric dhe Instituti Fizik i Akademisë së Shkencave të BRSS raportuan për prodhimindiamante artificiale.

Nevojat e shumta teknologjike për kristalet kanë nxitur kërkimin mbi metodat për rritjen e kristaleve me veti të paracaktuara kimike, fizike dhe elektrike. Puna e studiuesve nuk ishte e kotë dhe u gjetën mënyra për të rritur kristale të mëdha me qindra substanca, shumë prej të cilave nuk kanë analoge natyrale. Në natyrë, shpesh ka trupa të ngurtë që kanë formën e poliedrave të rregullt. Trupa të tillë quhen kristale. Studimi i vetive fizike të kristaleve tregoi se forma e saktë gjeometrikisht nuk është tipari kryesor i tyre.

Plotësisht në përputhje me interesin e pashuar shkencor të shkencëtarëve në mbarë botën dhe të gjitha fushave të dijes për këtë objekt studimi. Në fund të viteve '60 të shekullit të kaluar, filloi një përparim serioz shkencor në fushën ekristalet e lëngëta, i cili shkaktoi "revolucionin e treguesve" për të zëvendësuar mekanizmat e kalimit me mjetet e shfaqjes vizuale të informacionit. Më vonë, koncepti i një kristali biologjik (ADN, viruset, etj.) hyri në shkencë, dhe në vitet 1980, një kristal fotonik.

1. Pjesa praktike

1. Rritja e kristaleve në shtëpi

Rritja e kristaleve është një proces shumë interesant, por mjaft i gjatë dhe i mundimshëm.

Është e dobishme të dihet se cilat procese drejtojnë rritjen e tij; pse substanca të ndryshme formojnë kristale me forma të ndryshme, e disa nuk i formojnë fare; Çfarë duhet bërë për t'i bërë ato të mëdha dhe të bukura.

Përgjigje për këto pyetje u përpoqa të gjeja në punën time.

Nëse kristalizimi është shumë i ngadalshëm, fitohet një kristal i madh (ose një kristal), nëse është i shpejtë, atëherë shumë të vegjël.

Duke rritur kristalet në shtëpi, kam prodhuar në shumë mënyra.

Metoda 1 . Ftohja e një zgjidhjeje të ngopur të sulfatit të bakrit. Me uljen e temperaturës zvogëlohet tretshmëria e substancave dhe ato precipitojnë. Së pari, kristalet e vogla të farës shfaqen në tretësirë ​​dhe në muret e enës. Kur ftohja është e ngadaltë dhe nuk ka papastërti të ngurta në tretësirë, formohen shumë bërthama dhe gradualisht ato kthehen në kristale të bukura të formës së duhur. Me ftohje të shpejtë shfaqen shumë kristale të vegjël, pothuajse asnjëri prej tyre nuk ka formën e duhur, sepse ka shumë prej tyre që rriten dhe ndërhyjnë me njëri-tjetrin.

Për të rritur një kristal nga sulfati i bakrit, bëra një zgjidhje të mbingopur:

1. Për ta bërë këtë, mora ujë të ngrohtë, shpërndava vitriol në të dhe e derdha derisa të pushonte së treturi.

2. Hidheni përmes filtrit (garzës) në një enë tjetër të pastër. Ena u lagu me ujë të valë për të parandaluar kristalizimin e shpejtë të tretësirës në muret e pista.

3. Përgatitur farën.

4. E lidhni me një fije, e ulini në tretësirë.

Në mënyrë që kristali të rritet në mënyrë të barabartë nga të gjitha anët, është më mirë të mbani farën (kristalin e vogël) në gjendje të pezulluar në tretësirë. Për ta bërë këtë, bëra një kërcyes nga një shufër xhami. Nga rruga, këshillohet të merrni një fije të lëmuar, të hollë ose mëndafshi, në mënyrë që të mos krijohen kristale të vogla të panevojshme. Më pas, vendosa tretësirën time në një vend të ngrohtë. Ftohja e ngadaltë është shumë e rëndësishme (për të marrë një kristal të madh). Kristalizimi mund të shihet brenda disa orësh. Periodikisht, ju duhet të ndryshoni ose përditësoni zgjidhjen e ngopur, si dhe të pastroni kristalet e vogla nga filli. (Shtojca 1)

Metoda 2 - heqja graduale e ujit nga një zgjidhje e ngopur.

Në këtë rast, sa më ngadalë të hiqet uji, aq më i mirë është rezultati. Kam lënë një enë të hapur me një zgjidhje të kripës së tryezës (kripë ushqimore) në temperaturën e dhomës për 14 ditë, duke e mbuluar me një fletë letre - ndërsa uji avulloi ngadalë dhe pluhuri nuk hyri në tretësirë. Kristali në rritje u pezullua në një zgjidhje të ngopur në një fije të hollë të fortë. Kristali doli të ishte i madh, por pa formë - amorf. (Shtojca 1)

Rritja e kristaleve është një proces argëtues, por kërkon një qëndrim të kujdesshëm dhe të kujdesshëm ndaj punës tuaj. Teorikisht, madhësia e një kristali që mund të rritet në shtëpi në këtë mënyrë është e pakufizuar. Ka raste kur entuziastët merrnin kristale të një madhësie të tillë që ato mund të ngriheshin vetëm me ndihmën e shokëve.

Por, për fat të keq, ka disa veçori të ruajtjes së tyre. Për shembull, nëse një kristal alumi lihet i hapur në ajër të thatë, ai gradualisht do të humbasë përmbajtjen e tij të ujit dhe do të kthehet në një pluhur gri që nuk bie në sy. Për ta mbrojtur atë nga shkatërrimi, mund ta mbuloni me një llak pa ngjyrë. Sulfati i bakrit dhe kripa e tryezës janë më rezistente dhe ju mund të punoni me to.

Vitin e kaluar, në klasën e 7-të, në një orë mësimi të kimisë, ndërsa studionim temën "Dukuritë që ndodhin me substanca", rritëm kristalet, shumë nga kjo përvojë nuk ishte e suksesshme. Këtë vit, unë u sugjerova djemve nga klasa e 7-të se si ta përballojnë siç duhet këtë detyrë, dhe kjo është ajo që ata bënë (shih Shtojcën 2).

konkluzioni

Të gjitha vetitë fizike që i bëjnë kristalet të përdoren kaq gjerësisht varen nga struktura e tyre - rrjeta e tyre hapësinore.

Së bashku me kristalet në gjendje të ngurtë, aktualisht përdoren gjerësisht kristalet e lëngëta dhe në të ardhmen e afërt do të përdorim pajisje të bazuara në kristalet fotonike.

Zgjodha metodën më të pranueshme për rritjen e kristaleve në shtëpi dhe rrita kristale të kripës dhe sulfatit të bakrit. Ndërsa kristalet rriteshin, ai bëri vëzhgime, regjistroi ndryshime.

Kristalët janë të bukur, mund të thuash një lloj mrekullie, ata tërheqin veten e tyre; ata thonë "një njeri me shpirt kristal" për atë që ka një shpirt të pastër. Kristali do të thotë të shkëlqeni me dritë si një diamant. Dhe, nëse flasim për kristalet me një qëndrim filozofik, atëherë mund të themi se ky është një material që është një lidhje e ndërmjetme midis materies së gjallë dhe asaj të pajetë. Kristalet mund të lindin, plaken, shemben. Një kristal, kur rritet në një farë (në një farë), trashëgon të metat e së njëjtës farë. Por duke folur mjaft seriozisht, tani, ndoshta, është e pamundur të përmendim një disiplinë të vetme, asnjë fushë të vetme të shkencës dhe teknologjisë që do të bënte pa kristale. Mjekët janë të interesuar për mjedisin në të cilin ndodh formimi i kristalit të gurëve në veshka, dhe farmacistët janë të interesuar për tabletat - këto janë kristale të ngjeshur. Asimilimi, shpërbërja e tabletave varet nga fytyrat me të cilat janë të mbuluara këto mikrokristale. Vitaminat, mbështjellja e mielinës së nervave, proteinat dhe viruset janë të gjitha kristale.

Kristali është i mrekullueshëm në vetitë e tij, ai kryen një sërë funksionesh. Këto veti janë të natyrshme në strukturën e saj, e cila ka një strukturë grilë tre-dimensionale. Kristalografia nuk është një shkencë e re. M. V. Lomonosov qëndron në origjinën e tij. Rritja e kristaleve u bë e mundur për shkak të studimit të të dhënave mineralogjike mbi formimin e kristaleve në kushte natyrore. Duke studiuar natyrën e kristaleve, u përcaktua përbërja nga e cila u rritën dhe kushtet për rritjen e tyre. Dhe tani këto procese imitohen, duke marrë kristale me vetitë e dëshiruara. Kimistë dhe fizikantë marrin pjesë në marrjen e kristaleve. Nëse të parët zhvillojnë teknologjinë e rritjes, këto të fundit përcaktojnë vetitë e tyre. A mund të dallohen kristalet artificiale nga ato natyrore? Për shembull, një diamant artificial është ende inferior ndaj atij natyror për sa i përket cilësisë, përfshirë shkëlqimin. Diamantet artificiale nuk shkaktojnë gëzim bizhuterish, por janë mjaft të përshtatshëm për t'u përdorur në teknologji, në këtë kuptim janë në një pozitë të barabartë me ato natyrore. Përsëri, kultivuesit e pafytyrë (siç quhen kimistët që rritin kristale artificiale) kanë mësuar të rritin gjilpërat më të holla të kristalit me forcë jashtëzakonisht të lartë. Kjo arrihet duke manipuluar kiminë e mediumit, temperaturën, presionin dhe ndikimin e disa kushteve të tjera shtesë. Dhe ky është tashmë një art, krijimtari, aftësi e tërë - shkencat e sakta nuk do të ndihmojnë këtu.

Tema "Kristalet" është e rëndësishme, dhe nëse zhyteni në të dhe gërmoni më thellë, do të jetë me interes për të gjithë, do të japë përgjigje për shumë pyetje, dhe më e rëndësishmja, përdorimi i pakufizuar i kristaleve. Kristalet janë misterioze në thelbin e tyre dhe aq të jashtëzakonshëm sa në punën time kam treguar vetëm një pjesë të vogël të asaj që dihet për kristalet dhe përdorimin e tyre në kohën e tanishme. Mund të ndodhë që gjendja kristalore e materies është hapi që bashkoi botën inorganike me botën e materies së gjallë. E ardhmja e teknologjive më të fundit i përket kristaleve dhe agregateve kristalore!

Bazuar në hulumtimin tim, dola me sa vijon konkluzione:

• Kristalet e rritura artificialisht përdoren në fusha të ndryshme: mjekësi, radio inxhinieri, ndërtim makinash dhe avionësh, optikë dhe shumë të tjera.
• Afati për marrjen e kristaleve artificiale është shumë më i shkurtër se procesi i formimit të tyre natyror. Që i bën ato më të aksesueshme për t'u përdorur.
• Në shtëpi, ju mund të rritni kristale edhe në një kohë të shkurtër.

Bibliografi

1. Kimia. Kursi hyrës. Klasa 7: tekst shkollor. Përfitimi / O.S. Gabrielyan, I.G. Ostroumov, A.K. Akhlebinin. - Botimi i 6-të, M .: Bustard, 2011.
2. Kimia. Klasa 7: fletore pune për udhëzuesin e studimit O.S. Gabrielyan dhe të tjerë.“Kimia. Kursi hyrës. Klasa 7 "/ O.S. Gabrielyan, G.A. Shipareva. - Botimi i 3-të, - M .: Bustard, 2011.
3. Landau L.D., Kitaygorodsky A.I. Fizikë për të gjithë, Libri 2. Molekulat. - M., 1978.
4. Fjalori Enciklopedik i një Kimisti të Ri. / Komp. V.A. Kritzman, V.V. Stanzo.-M., 1982.
5. Enciklopedi për fëmijë. Vëllimi 4. Gjeologjia. / Komp. S.T. Ismailova.-M., 1995.
6. Burimet e internetit:

http://www.krugosvet.ru - Enciklopedia Rreth botës.

http://ru.wikipedia.org/ - Enciklopedia Wikipedia.

http://www.kristallikov.net/page6.html - si të rritet një kristal.

Shtojca 1.

Ditari i vëzhgimit

Data	Vëzhgimet		Një foto
	Kripë	vitriol blu	Kripë	sulfat bakri
24.01.14.	Para se të ulni farën në tretësirë. gjatësia: 5 mm gjerësia: 5 mm	Ne bëjmë një lak prej teli, e varim dhe e ulim në zgjidhje.
27.01.14.	gjatësia: 11 mm gjerësia: 7 mm	gjatësia: 12 mm gjerësia: 10 mm
30.01.14.	gjatësia: 20 mm gjerësia: 10 mm	gjatësia: 18 mm gjerësia: 13 mm
3.02.14.	Formimi i kristalit shkoi përtej kufirit të tretësirës	gjatësia: 25 mm gjerësia: 15 mm
6.02.14.	Kristali doli të ishte i madh, por pa formë	gjatësia: 30 mm gjerësia: 20 mm

Shtojca 2

Kristal të rritur nga nxënësit e klasës së shtatë

Titrat e rrëshqitjeve:

Aplikimi i kristaleve
Dekorime
lente
Përgatiti farën

Synimi
: për të përcaktuar fushat kryesore të aplikimit të kristaleve artificiale dhe për të testuar eksperimentalisht mundësinë e rritjes së kristaleve të kripës dhe sulfatit të bakrit pa përdorimin e pajisjeve speciale.
Detyrat:

Mblidhni materiale për kristalet dhe vetitë e tyre.
Kryeni eksperimente mbi rritjen e kristaleve të sulfatit të bakrit dhe kripës së tryezës.
Sistematizoni materialin rreth kristaleve: vetitë fizike të kristaleve dhe aplikimet e tyre.
Krijo një prezantim "Kristalet dhe aplikimet e tyre".
2. Zhvendosja e metaleve nga tretësirat e kripës me ndihmën e metaleve më aktive.
Kaloni tretësirën përmes filtrit
faleminderit per vemendjen
Fushat kryesore të aplikimit të kristaleve artificiale
Bërë nga nxënësi i klasës së 8-të
Fetisov Nikolai
Mbikëqyrësi
Sizoçenko
A.I. ,
Mësues i fizikës
Arsimi i përgjithshëm komunal
institucioni
“Arsimi i përgjithshëm bazë
Shkolla nr 24 "
Novokuznetsk, 2014
konkluzionet
Kristalet e rritura artificialisht përdoren në fusha të ndryshme: mjekësi, radio inxhinieri,
makineri-aeroplan
struktura, optika dhe shumë të tjera.
Afati për marrjen e kristaleve artificiale është shumë më i shkurtër se procesi i formimit të tyre natyror. Që i bën ato më të aksesueshme për t'u përdorur.
Në shtëpi, ju mund të rritni kristale edhe në një kohë të shkurtër.
Metodat e rritjes së kristaleve
Metoda
Czochralski
- crucible
metoda:
shkrihet
substancat nga të cilat
pritet të kristalizohet
gurët vendosen në një zjarrdurues
crucible
nga metali zjarrdurues (platin, rodium,
iridiumi
, molibden ose tungsten) dhe nxehen brenda
Frekuencë e lartë
induktor.
(Gurë të çmuar: rubin)
enë balte
Rritja e kristaleve në shtëpi
Metoda 1
: Ftohje e ngadaltë e tretësirës së ngopur
Përgatitja e një zgjidhje të mbingopur
Polikristalet
monokristale
Kristal të rritur nga nxënësit e klasës së shtatë
kristalet e lëngëta
kristalet
- është e fortë
substancave

duke pasur një natyrale
formë e jashtme
poliedra të rregullt simetrike
bazuar
në
e brendshme e tyre
strukturën
Dioda gjysmëpërçuese, tranzistorë, qeliza diellore
Metoda 2:
Heqja graduale e ujit nga një zgjidhje e ngopur

AT
Në këtë rast, sa më ngadalë të hiqet uji, aq më i mirë është rezultati.

Duhet të largohem nga anija
me tretësirë ​​të kripur
kripë,
duke e mbuluar me një fletë letre, ndërsa uji
avullohet
ngadalë, dhe pluhuri në zgjidhje nuk është
godet.

Kristal
doli të ishte i madh, por pa formë - amorf.

kristale artificiale

Për një kohë të gjatë, njeriu ka ëndërruar të sintetizojë gurë që janë po aq të çmuar sa ata që gjenden në kushte natyrore. Deri në shekullin e 20-të përpjekje të tilla ishin të pasuksesshme. Por në vitin 1902 u përftuan rubinët dhe safirët, të cilët kanë vetitë e gurëve natyrorë. Më vonë, në vitet 1940, smeraldët u sintetizuan, dhe në 1955 Kompania General Electric dhe Instituti Fizik i Akademisë së Shkencave të BRSS raportuan për prodhimin e diamanteve artificiale.

Shumë nevoja teknologjike për kristalet kanë qenë një nxitje për kërkimin e metodave për rritjen e kristaleve me veti kimike, fizike dhe elektrike të paracaktuara. Puna e studiuesve nuk ishte e kotë dhe u gjetën mënyra për të rritur kristale të mëdha me qindra substanca, shumë prej të cilave nuk kanë analoge natyrale. Në laborator, kristalet rriten në kushte të kontrolluara me kujdes për të siguruar vetitë e dëshiruara, por në parim, kristalet laboratorike formohen në të njëjtën mënyrë si në natyrë - nga tretësira, shkrirja ose avulli. Kështu, kristalet piezoelektrike të kripës Rochelle rriten nga një tretësirë ​​ujore në presionin atmosferik. Kristale të mëdha të kuarcit optik rriten gjithashtu nga tretësira, por në temperatura 350-450 o C dhe presion 140 MPa. Rubinët sintetizohen në presionin atmosferik nga pluhuri i oksidit të aluminit, i shkrirë në temperaturën 2050 o C. Kristalet e karbitit të silikonit, të përdorura si gërryes, fitohen nga avujt në një furrë elektrike.

Përdorimi i kristaleve të lëngëta në pajisje

shfaqja e informacionit

Në atë kohë, ekzistenca e kristaleve të lëngshme dukej të ishte një lloj kurioziteti dhe askush nuk mund ta imagjinonte se ata do të kishin një të ardhme të madhe në aplikimet teknike në pothuajse njëqind vjet. Prandaj, pas njëfarë interesimi për kristalet e lëngëta menjëherë pas zbulimit të tyre, ato praktikisht u harruan pas një kohe.

Në fund të shekullit të nëntëmbëdhjetë dhe në fillim të shekullit të njëzetë, shumë shkencëtarë shumë të respektuar ishin shumë skeptikë në lidhje me zbulimin e Reinitzer dhe Lehmann. Fakti është se jo vetëm vetitë kontradiktore të përshkruara të kristaleve të lëngshme dukeshin shumë të dyshimta për shumë autoritete, por edhe se vetitë e substancave të ndryshme të kristalit të lëngshëm rezultuan të ishin dukshëm të ndryshme. Disa kristale të lëngshme kishin një viskozitet shumë të lartë, ndërsa të tjerët kishin një viskozitet të ulët. Koha kaloi, faktet për kristalet e lëngëta u grumbulluan gradualisht, por nuk kishte një parim të përgjithshëm që do të lejonte krijimin e një lloj sistemi në idetë për kristalet e lëngëta. Merita në krijimin e themeleve të klasifikimit modern të kristaleve të lëngëta i përket shkencëtarit francez J. Friedel. Në vitet 1920, Friedel propozoi të ndante të gjithë kristalet e lëngëta në dy grupe të mëdha. Njëri grup quhej nematik, tjetri - smektik. Ai propozoi gjithashtu një term të përgjithshëm për kristalet e lëngëta (faza mezomorfike). Friedel donte të theksonte se kristalet e lëngëta janë ndërmjetëse midis kristaleve të vërteta dhe lëngjeve si në temperaturë ashtu edhe në vetitë e tyre fizike. Kristalet e lëngëta nematikë në klasifikimin e Friedel përfshinin kristalet e lëngëta kolesterike të përmendura më lart si një klasë. Më "kristalinët" midis kristaleve të lëngëta janë smectic. Kristalet smectic karakterizohen nga renditja dydimensionale. Molekulat janë të renditura në mënyrë që boshtet e tyre të jenë paralele. Për më tepër, ata "kuptojnë" komandën "e barabartë" dhe vendosen në rreshta të rregullt të mbushura në plane smektike dhe në radhë në ato nematike.

Aplikacion

Rregullimi i molekulave në kristalet e lëngëta ndryshon nën ndikimin e faktorëve të tillë si temperatura, presioni, fushat magnetike elektrike; ndryshimet në rregullimin e molekulave çojnë në një ndryshim në vetitë optike, të tilla si ngjyra, transparenca dhe aftësia për të rrotulluar rrafshin e polarizimit të dritës së transmetuar. Aplikime të shumta të kristaleve të lëngëta bazohen në këtë. Për shembull, varësia e ngjyrës nga temperatura përdoret në diagnostikimin mjekësor. Duke aplikuar disa materiale kristalesh të lëngëta në trupin e pacientit, mjeku mund të identifikojë lehtësisht indet e sëmura me çngjyrosje ku këto inde gjenerojnë sasi të shtuara të nxehtësisë. Varësia nga temperatura e ngjyrës bën gjithashtu të mundur kontrollin e cilësisë së produkteve pa i shkatërruar ato. Nëse një produkt metalik nxehet, atëherë defekti i tij i brendshëm do të ndryshojë shpërndarjen e temperaturës në sipërfaqe. Këto defekte identifikohen nga një ndryshim në ngjyrën e aplikuar në sipërfaqen e materialit kristal të lëngët. Kristalet e lëngëta përdoren gjerësisht në prodhimin e orëve dhe kalkulatorëve. Po krijohen televizorë me panel të sheshtë me një ekran të hollë kristal të lëngshëm. Relativisht kohët e fundit, janë marrë fibra karboni dhe polimer të bazuara në matricat e kristaleve të lëngëta.

Aplikimet e kristaleve të lëngëta në të ardhmen

Transparenca optike të kontrolluara. Dihet se krijimi masiv i ekraneve të mëdha të sheshta mbi kristale të lëngëta përballet me vështirësi të një natyre joparimore, por teknologjike. Megjithëse mundësia e krijimit të ekraneve të tilla është demonstruar në parim, megjithatë, për shkak të kompleksitetit të prodhimit të tyre me teknologjinë moderne, kostoja e tyre rezulton të jetë shumë e lartë. Prandaj, lindi ideja e krijimit të pajisjeve të projektimit të kristaleve të lëngëta, në të cilat imazhi i marrë në një ekran të vogël kristal të lëngët mund të projektohej në një formë të zmadhuar në një ekran konvencional, ngjashëm si ndodh në një kinema me korniza filmash. Doli se pajisje të tilla mund të zbatohen në kristale të lëngëta duke përdorur struktura sanduiç, në të cilat një shtresë foto-gjysmëpërçuesi përfshihet me shtresën e kristalit të lëngshëm. Regjistrimi i imazhit në një kristal të lëngët, i kryer me ndihmën e një gjysmëpërçuesi fotografik, kryhet nga një rreze drite. Parimi i regjistrimit të një imazhi është shumë i thjeshtë. Në mungesë të ndriçimit të një gjysmëpërçuesi fotografik, përçueshmëria e tij është shumë e ulët, prandaj, pothuajse i gjithë diferenca e mundshme e aplikuar në elektrodat e një qelize optike, në të cilën futet shtesë një shtresë e një gjysmëpërçuesi fotografik, bie në këtë shtresë të një foto gjysmëpërçues. Në këtë rast, gjendja e shtresës së kristalit të lëngshëm korrespondon me mungesën e tensionit në të. Kur një gjysmëpërçues fotografik ndriçohet, përçueshmëria e tij rritet ndjeshëm, pasi drita krijon transportues shtesë të rrymës në të (elektrone të lira dhe vrima). Si rezultat, ka një rishpërndarje të tensioneve elektrike në qelizë - tani pothuajse i gjithë tensioni bie në shtresën e kristalit të lëngshëm, dhe gjendja e shtresës, në veçanti, karakteristikat e saj optike, ndryshojnë sipas tensionit të aplikuar. Kështu, karakteristikat optike të shtresës së kristalit të lëngshëm ndryshojnë si rezultat i veprimit të shtresës.

Syze për astronautët

Duke u njohur me një maskë për një saldator elektrik dhe syze për televizor stereo, vumë re se në këto pajisje një filtër kristal i lëngshëm i kontrolluar bllokon menjëherë të gjithë fushën e shikimit të njërit ose të dy syve. Ekziston një situatë kur është e pamundur të bllokohet e gjithë fusha e shikimit të një personi dhe në të njëjtën kohë është e nevojshme të bllokohen pjesë të caktuara të fushës së shikimit.

Për shembull, një nevojë e tillë mund të lindë për astronautët në kushtet e punës së tyre në hapësirë ​​në rrezet e diellit jashtëzakonisht të ndritshme. Kjo detyrë, si në rastin e një maskë për një saldator elektrik ose gota për televizor stereo, mund të zgjidhet me filtra të kontrolluar të kristalit të lëngshëm. Në këto syze, fusha e shikimit të secilit sy tani duhet të mbulohet jo nga një filtër, por nga disa filtra të kontrolluar në mënyrë të pavarur. Për shembull, filtrat mund të bëhen në formën e unazave koncentrike të përqendruara në qendër të syzeve të syzeve, ose në formën e vijave në gotën e syzeve, secila prej të cilave, kur ndizet, mbulon vetëm një pjesë të shikimit të syrit.

Syzet e tilla mund të jenë të dobishme jo vetëm për astronautët, por edhe për njerëzit e profesioneve të tjera, për shembull, për pilotët e avionëve modernë, ku ka një numër të madh pajisjesh. Syzet e tilla do të jenë gjithashtu shumë të dobishme në studimet biomjekësore të punës së operatorit që lidhen me perceptimin e një sasie të madhe informacioni vizual.

Filtrat e këtij lloji dhe treguesit në kristalet e lëngëta padyshim që do të gjejnë (dhe tashmë gjejnë) aplikim të gjerë në pajisjet filmike dhe fotografike. Për këto qëllime, ato janë tërheqëse në atë që kërkojnë një sasi të parëndësishme energjie për t'i kontrolluar dhe në një numër rastesh bëjnë të mundur përjashtimin e pjesëve nga pajisjet; kryerja e lëvizjeve mekanike. Cilat pjesë mekanike të pajisjeve filmike dhe fotografike e keni fjalën? Këto janë diafragma, filtra - zbutës të fluksit të dritës dhe së fundi, ndërprerës të fluksit të dritës në kamerën e filmit, të sinkronizuar me lëvizjen e filmit dhe duke siguruar ekspozim kornizë për kornizë.

Kristalet Fotonike- një nga objektet e nanoteknologjisë, një fushë ndërdisiplinore që shërben si bazë e teknologjisë së shekullit të 21-të. në të gjitha fushat e veprimtarisë njerëzore (shkenca kompjuterike, mjekësi, teknologji metalike, etj.). Termi "kristal fotonik" u shfaq në vitet '80 të shekullit XX.

Gjatë 10 viteve të fundit, ka pasur një interes në rritje për kristalet fotonike dhe pajisjet e bazuara në to si nga fizikanët, ashtu edhe nga ndërmarrjet dhe ndërmarrjet kryesore të teknologjisë së lartë të kompleksit ushtarak-industrial. Situata krahasohet me periudhën e zhvillimit të shpejtë të mikroelektronikës së integruar në vitet 1960 dhe përcaktohet nga mundësia e krijimit të mikroqarqeve optike në analogji me qarqet klasike të mikroelektronikës. Është hapur mundësia e mënyrave thelbësisht të reja të ruajtjes, transmetimit dhe përpunimit të informacionit bazuar në materiale të një lloji të ri (fotonik). Është planifikuar të krijohen lazerë të një lloji të ri, me një prag gjenerimi të ulët, ndërprerës optikë. Sidoqoftë, krijimi i kristaleve fotonike tredimensionale (domethënë, ato duhet të çojnë në ndryshime thelbësore në teknologji) është një detyrë mjaft e vështirë.

Kristalet fotonike kanë hapur një mundësi të mahnitshme për ruajtjen dhe përpunimin e informacionit - krijimin e kurtheve për fotonet. Ky është një rajon në kristal nga i cili fotonet janë të ndaluara të ikin për shkak të mungesës së një brezi përçues fotonik në materialin përreth. Situata krahasohet me një përcjellës të ngarkuar të rrethuar nga një dielektrik. Situata paradoksale e "ndalimit të një fotoni", masa e të cilit është e barabartë me zero, nuk bie ndesh me ligjet e fizikës, pasi nuk po flasim për një foton të lirë që ndërvepron me një strukturë periodike. Tashmë është quajtur foton i rëndë. Fotonet e rënda janë planifikuar të përdoren në elementë memorie, transistorë optikë etj.

Fusha e dytë e aplikimit të kristaleve fotonike, tashmë reale në të ardhmen e afërt, është një rritje e rendit të madhësisë në efikasitetin e llambave inkandeshente. Në të ardhmen, planifikohet të kalohet në kompjuterë të bazuar vetëm në fotonik, të cilët kanë një sërë avantazhesh ndaj kompjuterëve të bazuar në elektronikë.

Në vitin 2004, u shfaq një raport mbi krijimin e një lazeri të bazuar në opal artificial të përmbysur. Grimcat koloidale të selenidit të kadmiumit me një diametër prej 4.5 nm u futën në sfera të zbrazëta të vendosura në një distancë prej 240-650 mm. Me ndihmën e një impulsi lazer, këto "atome artificiale" u transferuan në një gjendje të ngacmuar dhe koha e emetimit mund të kontrollohej. Vini re se është e dobishme të përdorni lazer me emetim të vonuar, për shembull, për panelet diellore, dhe me emetim të përshpejtuar, për mini-lazerët dhe LED.

Origjina dhe struktura e gurëve të çmuar

Të gjithë gurët e çmuar, me përjashtime të rralla, i përkasin botës së mineraleve. Kujtoni origjinën dhe strukturën e tyre. Për kushtet për formimin e gurëve të çmuar që nuk janë minerale në kuptimin e ngushtë të fjalës (për shembull, qelibar, koralet dhe perlat).

Mineralet mund të lindin në mënyra të ndryshme. Disa janë formuar nga shkrirjet e lëngshme të zjarrta dhe gazrat në zorrët e Tokës ose nga llavat vullkanike të shpërthyera në sipërfaqen e saj (mineralet magmatike). Të tjerët bien nga solucionet ujore ose rriten me ndihmën e organizmave në (ose afër) sipërfaqes së tokës (minerale sedimentare). Së fundi, mineralet e reja formohen nga rikristalizimi i mineraleve tashmë ekzistuese nën ndikimin e presioneve të larta dhe temperaturave të larta në shtresat e thella të kores së tokës (minerale metamorfike).

Përbërja kimike e mineraleve shprehet me formulë. Papastërtitë nuk merren parasysh, edhe nëse ato shkaktojnë shfaqjen e nuancave të ngjyrave, deri në një ndryshim të plotë të ngjyrës së mineralit. Pothuajse të gjitha mineralet kristalizohen në forma të caktuara. Kjo do të thotë, ato janë kristale të një trupi homogjen në përbërje me një rregullim të rregullt të atomeve në grilë. Kristalet karakterizohen nga forma të rrepta gjeometrike dhe janë të kufizuara nga fytyrat e sheshta kryesisht të lëmuara. Shumica e kristaleve janë të vogla, por ka ekzemplarë gjigantë. Struktura e brendshme e kristaleve përcakton vetitë e tyre fizike, duke përfshirë formën e jashtme, ngurtësinë dhe ndarjen, llojin e thyerjes, densitetin dhe fenomenet optike.

Konceptet bazë

Një perlë apo perlë. I gjithë ky grup gurësh dallohet nga një veçori e përbashkët - një bukuri e veçantë. Më parë, vetëm disa gurë quheshin gurë të çmuar. Sot numri i tyre është rritur në mënyrë dramatike dhe vazhdon të rritet. Shumica e tyre janë minerale, shumë më rrallë - shkëmbinj. Disa minerale me origjinë organike klasifikohen gjithashtu si gurë të çmuar: qelibar, koral dhe perla. Edhe mbetjet organike të fosilizuara (fosilet) përdoren si dekorime. Për sa i përket qëllimit, një sërë materialesh të tjera bizhuterish janë afër gurëve të çmuar: druri, kocka, qelqi dhe metali.

gur gjysëm të çmuar - një koncept ende ekzistues në tregti, por, megjithatë, duke pasur parasysh kuptimin nënçmues të natyrshëm në të, ai nuk duhet të përdoret. Më parë, gurët më pak të vlefshëm dhe jo shumë të fortë quheshin gjysmë të çmuar, duke i kontrastuar me gurët e çmuar "të vërtetë".

Guri dekorativ. Ky është një term kolektiv që i referohet të gjithë gurëve që përdoren si dekorim ashtu edhe për prodhimin e produkteve të prerjes së gurëve. Ndonjëherë gurët më pak të vlefshëm ose të errët quhen zbukurues.

Xhevahir. Një bizhuteri kuptohet si një zbukurim i përbërë nga një ose më shumë gurë të çmuar të vendosur në metal të çmuar. Ndonjëherë gurët e lëmuar pa buzë, si dhe bizhuteritë e bëra nga metale të çmuara pa gurë, quhen gjithashtu bizhuteri.

Gurë të çmuar dhe gurë zbukurues

Gurët e çmuar janë të njohur për njeriun për më shumë se shtatë mijëvjeçarë. Të parët prej tyre ishin: ametisti, kristali i shkëmbit, qelibar, lodh, koralet, lazuli lapis, perlat, gjarpri, smeraldi dhe bruz. Këta gurë për një kohë të gjatë mbetën në dispozicion vetëm për përfaqësuesit e klasave të privilegjuara dhe jo vetëm që shërbyen si dekorim, por edhe simbolizonin statusin shoqëror të pronarëve të tyre.

Deri në fillim të shekullit XIX. gurët e çmuar u përdorën edhe për qëllime mjekësore. Në disa raste, konsiderohej e mjaftueshme të kishte një gur të caktuar, dhe në të tjera aplikohej në një vend të lënduar, në të tjerat ishte grimcuar në pluhur dhe merrej nga goja. Librat e lashtë mjekësorë përmbajnë informacion "të saktë" se cili gur mund të ndihmojë në një sëmundje të caktuar. Trajtimi me gurë të çmuar quhet litoterapi. Ndonjëherë ajo sillte sukses, por nuk duhet t'i atribuohet vetë gurit, por sugjerimit psikologjik që kishte një efekt të dobishëm për pacientin. Dështimet në trajtim u shpjeguan me faktin se guri doli të ishte "i rremë". Në Japoni, edhe sot, pilulat e bëra nga perlat pluhur (d.m.th., nga karbonati i kalciumit) shiten për qëllime mjekësore.

Dhe në fetë moderne, gurët e çmuar kanë një vend të veçantë. Pra, bishti i kryepriftit hebre është zbukuruar me katër rreshta gurësh të çmuar. Gurë të ngjashëm shkëlqejnë në diademat dhe mitrat e papës dhe peshkopëve të Kishës së Krishterë, si dhe në arka, monstra, relikare dhe mjedise ikonash.

Çarje dhe frakturë

Shumë minerale çahen ose ndahen përgjatë sipërfaqeve të lëmuara dhe të sheshta. Kjo veti e mineraleve quhet dekolte dhe varet nga struktura e rrjetës së tyre kristalore, nga forcat ngjitëse ndërmjet atomeve. Ka dekolte shumë të përsosur (euklazë), të përsosur (topaz) dhe të papërsosur (garnet). Një numër gurësh të çmuar dhe zbukurues (për shembull, kuarci) nuk e kanë fare. ndarja quhet aftësia e një kristali për t'u ndarë në zona të caktuara përgjatë sipërfaqeve të orientuara paralele.

Prania e ndarjes duhet të merret parasysh gjatë bluarjes dhe prerjes së gurëve, si dhe gjatë futjes së tyre në një mjedis. Një goditje e fortë mekanike mund të shkaktojë një çarje (çarje) përgjatë ndarjes. Shpesh, një goditje e lehtë ose presion i tepërt gjatë përcaktimit të fortësisë është i mjaftueshëm për këtë. Më parë, dekolteja përdorej për të prerë me kujdes gurë të mëdhenj në copa ose për të ndarë zonat me defekt. Tani operacione të tilla kryhen kryesisht me sharrë, gjë që lejon përdorimin më të mirë të formës së gurit, si dhe shmangien e çarjeve dhe çarjeve të padëshiruara.

Forma e sipërfaqes së fragmenteve në të cilat ndahet minerali pas goditjes quhet thyej. Mund të jetë konkoidal (i ngjashëm me gjurmën e guaskës), i pabarabartë, i copëtuar, fijor, i shkallëzuar, i njëtrajtshëm, tokësor, etj. Ndonjëherë një thyerje mund të shërbejë si një veçori diagnostikuese që lejon dikë të dallojë minerale të ngjashme në pamje. Thyerja konkoidale është tipike, për shembull, për të gjitha llojet e kuarcit dhe për imitimin e gurëve të çmuar nga qelqi.

Dendësia

Dendësia (i quajtur më parë graviteti specifik) është raporti i masës së një lënde me masën e vëllimit të njëjtë të ujit. Prandaj, një gur me densitet 2.6 është po aq herë më i rëndë se një vëllim i barabartë uji.

Dendësia e gurëve të çmuar varion nga 1 në 7. Gurët me dendësi nën 2 na duken të lehta (qelibar 1.1), nga 2 në 4 - peshë normale (kuarc 2.65), dhe mbi 5 - të rëndë (kasitit 7.0). Gurët më të shtrenjtë, si diamanti, rubini, safiri, kanë një densitet më të lartë se mineralet kryesore që formojnë shkëmbinj, kryesisht kuarci dhe feldspat.

Masat e masës së gurëve të çmuar

karat - një njësi e masës që është përdorur në tregtinë e gurëve të çmuar dhe bizhuteri që nga lashtësia. Është e mundur që vetë fjala "karat" të vijë nga emri vendas (kuara) i pemës së koraleve afrikane, farat e së cilës janë përdorur për të peshuar rërën e artë, por ka më shumë gjasa që të ketë origjinën nga emri grek (keration ) e pemës së karobës, e përhapur në Mesdhe, fruta të cilat fillimisht shërbenin si "pesha" gjatë peshimit të gurëve të çmuar (masa e një peshe është mesatarisht afërsisht e barabartë me një karat).

Gram - njësi e masës e përdorur në tregtinë e gurëve të çmuar për gurë më pak të shtrenjtë, dhe veçanërisht për gurë të çmuar të papërpunuar (p.sh. grupe kuarci)

i madh - një masë e masës së një perle. Korrespondon me 0,05 g, domethënë 0,25 ct. Tani gran po zëvendësohet gjithnjë e më shumë nga karateja.

Çmimi. Në tregtinë e gurëve të çmuar, çmimi zakonisht kuotohet për 1 karat. Për të llogaritur koston totale të një guri, duhet të shumëzoni çmimin dhe peshën e tij në karat.

Vetitë optike

Në një sërë vetive fizike të gurëve të çmuar, vetitë optike luajnë një rol dominues; përcaktimi i ngjyrës dhe shkëlqimit të tyre, shkëlqyes, "zjarr" dhe lumineshencë, asterizëm, ylbertë dhe efekte të tjera ndriçimi. Në testimin dhe identifikimin e gurëve të çmuar, gjithnjë e më shumë vëmendje i kushtohet fenomeneve optike.

Ngjyrë

Ngjyrë- gjëja e parë që të bie në sy kur shikon ndonjë gur të çmuar. Megjithatë, për shumicën e gurëve, ngjyra e tyre nuk mund të shërbejë si një veçori diagnostikuese, pasi shumë prej tyre janë të ngjyrosura njësoj, dhe disa shfaqen në disa paraqitje ngjyrash.

Arsyeja e ngjyrave të ndryshme është drita, domethënë dridhjet elektromagnetike që shtrihen në një gamë të caktuar gjatësi vale. Syri i njeriut percepton vetëm valët e të ashtuquajturit diapazon optik - nga rreth 400 në 700 nm. Kjo zonë e dritës së dukshme është e ndarë në shtatë pjesë kryesore, secila prej të cilave korrespondon me një ngjyrë specifike të spektrit: e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile, blu, vjollcë, vjollcë. Kur të gjitha ngjyrat spektrale janë të përziera, fitohet e bardha. Megjithatë, nëse përthithet ndonjë interval i gjatësive valore, një ngjyrim i caktuar, jo më i bardhë, lind nga përzierja e ngjyrave të mbetura. Një gur që transmeton të gjitha gjatësitë e valëve të diapazonit optik duket i pangjyrë; nëse, përkundrazi, e gjithë drita thithet, atëherë guri fiton ngjyrën më të errët nga ngjyrat e dukshme - të zezën. Me thithjen e pjesshme të dritës në të gjithë gamën e gjatësisë së valës, guri duket i bardhë ose gri me re. Por nëse, përkundrazi, thithen vetëm gjatësi vale mjaft të caktuara, atëherë guri fiton një ngjyrë që korrespondon me përzierjen e pjesëve të mbetura të paabsorbuara të spektrit të dritës së bardhë. Bartësit kryesorë të ngjyrës - kromoforet që përcaktojnë ngjyrën e gurëve të çmuar - janë jonet e metaleve të rënda të hekurit, kobaltit, nikelit, manganit, bakrit, kromit, vanadiumit dhe titanit.

Ngjyra e gurëve të çmuar varet gjithashtu nga ndriçimi, pasi spektri i dritës artificiale (elektrike) dhe dritës së ditës (drita e diellit) janë të ndryshme. Ka gurë, ngjyra e të cilëve ndikohet negativisht nga drita artificiale (safiri), dhe ata që përfitojnë vetëm nga drita e mbrëmjes (artificiale), duke rritur shkëlqimin e tyre (rubini, smeraldi). Por ndryshimi i ngjyrës është më i theksuar te alexandriti: gjatë ditës duket i gjelbër, dhe në mbrëmje duket i kuq.

përthyerje

Edhe në fëmijëri, shpesh na duhej të shihnim se një shkop në një kënd të mprehtë, jo plotësisht i zhytur në ujë, dukej se "thyer" në sipërfaqen e ujit. Pjesa e poshtme e shkopit, e cila është në ujë, merr një pjerrësi të ndryshme nga ajo e sipërme, e cila është në ajër. Kjo është për shkak të thyerjes së dritës, e cila shfaqet gjithmonë kur një rreze drite kalon nga një medium në tjetrin, domethënë në kufirin e dy substancave, nëse rrezja drejtohet në mënyrë të pjerrët në ndërfaqen e tyre.

Vlera e thyerjes së dritës së të gjithë kristaleve të gurëve të çmuar të së njëjtës specie minerale është konstante (nganjëherë ajo luhatet, por brenda një diapazoni shumë të ngushtë). Prandaj, shprehja numerike e kësaj vlere - indeksi i përthyerjes (shpesh i quajtur thjesht përthyerje ose përthyerje e dritës) - përdoret për të diagnostikuar gurët e çmuar. Indeksi i thyerjes përcaktohet si raporti i shpejtësive të dritës në ajër dhe në një kristal. Fakti është se devijimi i një rreze drite në një kristal shkaktohet pikërisht nga një rënie në shpejtësinë e përhapjes së kësaj rreze në një mjedis optikisht më të dendur.

Drita udhëton 2.4 herë më ngadalë në diamant sesa në ajër. Pa vështirësi dhe kosto të mëdha teknike, është e mundur të matet përthyerja e dritës me metodën e zhytjes - duke zhytur një gur në një lëng me një indeks të njohur thyerjeje dhe duke vëzhguar ndërfaqet. Nga sa të lehta dhe të mprehta shfaqen konturet e gurit ose skajet midis faqeve, si dhe nga gjerësia e dukshme e ndërfaqeve, mund të vlerësohet me mjaft saktësi indeksi i thyerjes së një guri të çmuar.

Dispersion

Kur kalon nëpër një kristal, drita e bardhë jo vetëm që përjeton thyerje, por edhe zbërthehet në ngjyra spektrale, pasi indekset e thyerjes së substancave kristalore varen nga gjatësia e valës së dritës së rënë. Dukuria e zbërthimit të dritës së bardhë nga një kristal në të gjitha ngjyrat e ylberit quhet dispersion. Veçanërisht e madhe është vlera e shpërndarjes së ngjyrave në një diamant, i cili i detyrohet pikërisht lojës së tij madhështore të ngjyrave - "zjarri" i famshëm, i cili është sharmi kryesor i këtij guri.

Dispersioni është i mirë vetëm për gurët pa ngjyrë. Gurë natyralë dhe sintetikë me shpërndarje të lartë (për shembull, fabulite, rutile, sfarlerite, titanite, zirkon) përdoren në bizhuteri si zëvendësues diamanti.

Efektet optike sipërfaqësore:

figura të lehta dhe tejmbushje ngjyrash

Shumë gurë bizhuterish kanë figura të lehta në formën e shiritave të orientuar të dritës, si dhe tejmbushje ngjyrash të sipërfaqes.

Efekti i syrit të maces të qenësishme në gurët që janë agregate të individëve fibrozë të shkrirë paralele ose në formë gjilpëre ose përmbajnë kanale të holla të zgavra të orientuara paralele. Efekti ndodh për shkak të reflektimit të dritës në rritje të tilla paralele dhe konsiston në faktin se kur guri kthehet, një rrip i ngushtë drite kalon përgjatë tij, duke ngjallur në kujtesë bebëzën e shkëlqyeshme të një maceje si një çarje. Ky efekt është më mbresëlënës kur guri pritet në një formë kabokon, me bazën e sheshtë të kabokonit paralel me strukturën fibroze të gurit.

Asterizëm - shfaqja në sipërfaqe e gurit të figurave të lehta në formën e shiritave të dritës që kryqëzohen në një pikë dhe që ngjajnë me rrezet e yjeve; numri i këtyre rrezeve dhe këndi i kryqëzimit të tyre përcaktohen nga simetria e kristaleve. Për nga natyra e tij është i ngjashëm me efektin e syrit të maces, me ndryshimin e vetëm që përfshirjet reflektuese - fibra të holla, gjilpëra ose tubula - kanë orientime të ndryshme në zona të ndryshme. Një përshtypje të madhe bëjnë yjet me gjashtë cepa në kabokone rubin dhe safir.

Adoleshenca - rrezatimi vezullues i bardhë-kaltërosh i gurit të hënës, një varietet i çmuar adularia. Kur një kabokon prej guri hëne lëvizet, ky shkëlqim ose zbaticë rrëshqet mbi sipërfaqen e tij.

Irizim - Lojë me ngjyra të ylberta të disa gurëve të bizhuterive, rezultat i zbërthimit të ngjyrës së bardhë të thyer në boshllëqe të vogla dhe çarje në gur në ngjyra spektrale.

"Mëndafshi" - Shkëlqimi i mëndafshtë dhe ylbertë në disa gurë të çmuar, të shkaktuara nga prania në to e përfshirjeve të orientuara paralele të mineraleve me fibra të imta ose acidike ose tubulave të zbrazëta. Vlerësohet shumë në rubinet dhe safirët me fytyrë.

Metodat e rritjes së kristaleve

Kristali i parë i vetëm i marrë në laborator ishte ndoshta një rubin. Për të marrë rubin, një përzierje e aluminit anhidër u ngroh, që përmbante një përzierje më të madhe ose më të vogël të kaliumit kaustik me fluorid bariumi dhe kripë kaliumi me dy krom. Ky i fundit shtohet për të shkaktuar ngjyrën e rubinit dhe oksidi i aluminit merret në një sasi të vogël. Përzierja vendoset në një kavanoz balte dhe nxehet (nga 100 orë deri në 8 ditë) në furra reverberuese në temperatura deri në 1500 ° C. Në fund të eksperimentit, një masë kristalore gjendet në kazan dhe muret mbulohen. me kristale rubin të një ngjyre të bukur rozë.

Metoda e dytë e zakonshme për rritjen e kristaleve të gurëve të çmuar sintetikë është metoda Czochralski. Ai konsiston në sa vijon: shkrirja e substancës nga e cila supozohet të kristalizohen gurët vendoset në një kavanoz zjarrdurues të bërë nga metali zjarrdurues (platin, rodium, iridium, molibden ose tungsten) dhe nxehet në një induktor me frekuencë të lartë. Një farë nga materiali i kristalit të ardhshëm ulet në shkrirjen në boshtin e shkarkimit, dhe materiali sintetik rritet në të në trashësinë e dëshiruar. Boshti me farën tërhiqet gradualisht lart me një shpejtësi 1-50 mm/h ndërsa rritet me një frekuencë rrotullimi 30-150 rpm. Rrotulloni boshtin për të barazuar temperaturën e shkrirjes dhe për të siguruar shpërndarje të barabartë të papastërtive. Diametri i kristalit deri në 50 mm, gjatësia deri në 1 m Korundi sintetik, spinel, granata dhe gurë të tjerë artificialë rriten duke përdorur metodën Czochralski.

Kristalet gjithashtu mund të rriten kur avujt kondensohen - kështu përftohen modelet e flokeve të dëborës në xhamin e ftohtë. Kur metalet zhvendosen nga tretësirat e kripës me ndihmën e metaleve më aktivë, formohen edhe kristale. Për shembull, vendosni një gozhdë hekuri në një zgjidhje të sulfatit të bakrit, ajo do të mbulohet me një shtresë të kuqe bakri. Por kristalet e bakrit që rezultojnë janë aq të vogla sa mund të shihen vetëm nën një mikroskop. Në sipërfaqen e gozhdës, bakri lirohet shumë shpejt, kështu që kristalet e tij janë shumë të vogla. Por nëse procesi ngadalësohet, kristalet do të rezultojnë të jenë të mëdhenj. Për ta bërë këtë, sulfati i bakrit duhet të mbulohet me një shtresë të trashë kripe tavoline, të vendosni një rreth letre filtri mbi të, dhe në krye - një pllakë hekuri me një diametër pak më të vogël. Mbetet për të derdhur një zgjidhje të ngopur të kripës së tryezës në enë. Sulfati i bakrit do të fillojë të shpërndahet ngadalë në shëllirë. Jonet e bakrit (në formën e anioneve komplekse jeshile) do të shpërndahen lart shumë ngadalë, gjatë shumë ditëve; procesi mund të vërehet nga lëvizja e kufirit me ngjyrë. Pasi kanë arritur në pllakën e hekurit, jonet e bakrit reduktohen në atome neutrale. Por meqenëse ky proces është shumë i ngadalshëm, atomet e bakrit rreshtohen në kristale të bukura me shkëlqim të bakrit metalik. Ndonjëherë këto kristale formojnë degë - dendrite.

Teknologjia e rritjes së kristaleve

në shtëpi

Për të rritur kristalet në shtëpi, përgatita një zgjidhje kripe të mbingopur. Si lëndë fillestare zgjodha kripën e sulfatit të bakrit. Uji i nxehtë u derdh në një gotë të pastër në një temperaturë prej 50 ° C, vëllimi u rrit në 500 mg. Substanca u derdh në gotë në pjesë të vogla, çdo herë duke e trazuar dhe duke arritur shpërbërjen e plotë. Sapo tretësira ishte e ngopur, e mbulova dhe e lashë në një dhomë ku duhet mbajtur një temperaturë konstante. Ndërsa tretësira ftohet në temperaturën e dhomës, ndodh kristalizimi i tepërt. Në një tretësirë ​​të një lënde mbetet saktësisht aq sa i përgjigjet tretshmërisë në një temperaturë të caktuar, dhe teprica bie në fund në formën e kristaleve të vegjël. Kështu që mora pijen e nënës.

Më pas, hodha pijen mëmë në një enë tjetër, vendosa kristalet nga fundi, e ngroha enën në një banjë me ujë, duke arritur tretjen e plotë dhe e lë të ftohet. Në këtë fazë, rrymat dhe ndryshimet e papritura të temperaturës nuk janë të dëshirueshme për zgjidhjen. Dy ditë më vonë, ekzaminova përmbajtjen dhe vura re se kristale të vogla të sheshta paralelograme ishin formuar në fund dhe në mure. Nga këto, unë zgjodha kristalet më të sakta.

Përsëri përgatita një tretësirë ​​të ngopur në bazë të stokut origjinal, shtova edhe pak (0,5 lugë çaji) lëndë, e ngroha dhe e përzieja. Tretësira hidhet në një enë të pastër dhe të nxehur dhe lihet të qëndrojë për 20-30 sekonda, në mënyrë që lëngu të qetësohet pak. Kur kristalet ishin rreth 2.5 cm në madhësi, i vendosa një nga një në balonat me fund të sheshtë me pijen amë të filtruar paraprakisht dhe kontrollova për hidrolizë. I lava dhe pastrova kristalet sipas nevojës.

konkluzionet

Të gjitha vetitë fizike që i bëjnë kristalet të përdoren kaq gjerësisht varen nga struktura e tyre - rrjeta e tyre hapësinore.

Së bashku me kristalet në gjendje të ngurtë, aktualisht përdoren kristalet e lëngëta dhe në të ardhmen e afërt do të përdoren pajisje të bazuara në kristalet fotonike.

Kristalet përfshijnë gjithashtu gurë bizhuteri, nga të cilët bëhen bizhuteri. Qëndrimi i një personi ndaj gurëve të çmuar ka ndryshuar gjatë shumë shekujve: nga hyjnizimi dhe përdorimi në mjekësi tek demonstrimi i qëndrueshmërisë së dikujt ose dhënia e kënaqësisë estetike nga bukuria dhe harmonia e një guri.

Kristalët e rritur në shtëpi mund të përdoren në klasat e fizikës për të studiuar vetitë e tyre fizike dhe kimike, si dhe aplikimet e tyre.

algat artificiale

Për të rritur algat artificiale, mbusha një balonë gjysmë litri me një zgjidhje pesëdhjetë përqind të silikatit të natriumit (xhami me ujë). Pastaj ajo hodhi në tretësirë ​​disa kristale klorur ferrik, klorur bakri, klorur nikel dhe klorur alumini. Pas ca kohësh, filloi rritja e "algave" të një forme të çuditshme dhe ngjyrave të ndryshme. Në një tretësirë ​​të kripërave të hekurit, "algat" janë kafe, kripërat e nikelit janë jeshile, kripërat e bakrit janë blu dhe kripërat e aluminit janë të pangjyrë.

Pse po ndodh kjo? Kristalet e hedhura në tretësirën e lëngshme të qelqit reagojnë me silikat natriumi. Përbërjet që rezultojnë mbulojnë kristalet me një film të hollë, por për shkak të difuzionit, uji depërton përmes tij, presioni në kristale rritet dhe filmi shpërthen.

Përmes vrimave, tretësira e kripës depërton në lëngun përreth dhe shpejt mbulohet përsëri me një film. Pastaj filmi prishet përsëri. Kështu rriten "algat" degëzuese.

Literatura:

Akhmetov N.S. Kimia Inorganike - M. Arsimi, 1985

Vasiliev V.N., Bespalov V.G. Teknologjia e Informacionit. Kompjuter optik dhe kristalet fotonike.

Zheludov I.S. Fizika e kristaleve dhe simetria. M. Shkencë, 1987

Zhuvinov G.N. Labirintet e kristaleve fotonike. (Versioni elektronik i revistës).

Zvezdin A.K. Mekanika kuantike e fotoneve të bllokuara. Mikrorezonatorë optikë, përcjellës valësh, kristale fotonike. Natyra 2004 Nr. 10.

Kabardin O.F. Fizikë: Teksti mësimor i klasës së 10-të për shkolla me studim të thelluar të fizikës. - M. Iluminizmi, 2001

Kornilov N.I., Solodova Yu.P. Gurë bizhuteri. - M. Nedra, 1983

Kosobukin V.A. Kristalet fotonike // Dritare drejt botës (Versioni elektronik i revistës).

Plotësuar nga: Mosheva Diana, ... Pasaporta Sepych 2012 arsimore-kërkimoreprojekti: « kristalet dhe atoaplikacion" Drejtuesi: studenti 10 "B" ...

1. Konkurs

   Konkurrenca e rrethit arsimore-kërkimoreprojektet kristalet ato aplikacionet. Megjithatë, theksohet...

2. Projektet edukative dhe kërkimore të nxënësve të shkollës "Eureka" seksioni "Kimi"

   Konkurs

   Konkurrenca e rrethit arsimore-kërkimoreprojektet nxënësit e shkollës "Eureka" Seksioni: "Kimi" ... - këto janë gjilpërë të vogla të bardha kristalet ose pluhur kristalor i lehtë. ... kostoja e ato prodhimit, dhe më e rëndësishmja, për të reduktuar rrezikun aplikacionet. Megjithatë, theksohet...

3. Programi

   ... arsimore-kërkimoreprojektet kërkimoreprojektet dhe ato publikim. arsimore-kërkimoreprojektet... ka kristalet. kristalet– ... dhe mundësitë atoaplikacionet siguria e dokumenteve...

4. Projekt kërkimor nga teoria në praktikë Projekt kërkimor nga teoria në praktikë

   Programi

   ... arsimore-kërkimoreprojektet. Në këtë fazë shkruhen edhe abstrakte. kërkimoreprojektet dhe ato publikim. arsimore-kërkimoreprojektet... ka kristalet. kristalet– ... dhe mundësitë atoaplikacionet siguria e dokumenteve...

Diamantet, rubinët, smeraldët, safirët dhe silikoni jo vetëm që mund të nxirren në depozita natyrore, por edhe të sintetizohen. Sigurisht, mineralet artificiale nuk do të kenë kurrë çmimin e atyre natyrore, por kërkesa botërore për to, sipas ekspertëve, tejkalon seriozisht ofertën - vëllimi i prodhimit është i kufizuar nga rezervat natyrore, dhe industria elektronike, konsumatori kryesor i kristaleve, po zhvillohet me ritme të shpejta. Ekspertët presin që kapaciteti i tregut botëror për kristalet e sintetizuara do të arrijë në 11.3 miliardë dollarë deri në vitin 2007. Rusia mund të gjendet në periferi të këtij biznesi nëse nuk shqetësohet të investojë në prodhim të specializuar.

Alkimistët nga shkenca

Gjatë gjithë historisë së ekzistencës së saj, njerëzit janë përpjekur jo vetëm të gjejnë një mrekulli, por edhe të fitojnë para në të, për shembull, të marrin ar nga plumbi ose ta kthejnë kristalin e gurit në diamante. Alkimisti më legjendar është francezi Nicolas Flamel, të cilit i njihet merita për marrjen e gurit filozofik (pluhur i bardhë kristalor) që mund ta kthejë plumbin në ar. Dhe megjithëse punimet shkencore të Flamel nuk kanë ardhur deri tek ne, dokumentet janë ruajtur në arkivat e Parisit që konfirmojnë se librashitësi modest u pasurua papritmas: ai bleu 13 shtëpi, parcela të mëdha toke në Paris dhe Boulogne, ndërtoi 12 kisha dhe disa spitale.
Sidoqoftë, shkencëtarët, natyrisht, nuk besojnë se dikush në Mesjetë arriti të marrë ar ose diamante të vërtetë - këto janë të gjitha përralla. Revolucioni ndodhi në shekullin e njëzetë, kur teknologjia dhe teknologjia arritën zhvillimin e nevojshëm. Asnjë alkimi, qasje thjesht shkencore.
Siç e dini, gurët e vërtetë (natyrorë) janë vetëm kripëra të ngurta të metaleve të ndryshme, molekulat e të cilave janë të organizuara në një strukturë të renditur, të ashtuquajturat. rrjetë kristali. Në natyrë, kristalet u formuan gjatë miliona viteve, në thellësitë e kores së tokës, në temperatura të larta (deri në 2000 ° C) dhe nën presionin kolosal të qindra mijëra atmosferave. Ka shumë pak vende ku janë zhvilluar kushte të tilla, gjë që shpjegon rrallësinë e gurëve të çmuar (për të cilët, në fakt, vlerësohen). Për të sintetizuar një analog të mineraleve natyrore, shkencëtarëve u duhej të riprodhonin fenomene natyrore në kushte laboratorike dhe në një version të përshpejtuar. Temperaturat dhe presionet e tilla të larta u bë e mundur vetëm në fillim të shekullit të kaluar.
Ky biznes doli të ishte shumë i teknologjisë së lartë dhe i kushtueshëm, por jo pa kuptim - kompanitë e minierave nuk mundën, për arsye objektive, të plotësonin kërkesën për gurë, dhe industria me zhvillim të shpejtë kërkoi diamante, safirë dhe rubin të rinj. Tani tregu global për gurët e sintetizuar vlerësohet në më shumë se 6 miliardë dollarë; rreth 86% janë kristale të marra për nevojat e industrisë, 14% shkon për të plotësuar nevojat e argjendarive.
Pothuajse të gjitha llojet e kristaleve sintetizohen në Rusi, por në vëllime të vogla. Në Troitsk afër Moskës, rriten diamante, në Zelenograd - safirë, granata, rubin, afër Nizhny Novgorod - rubin, në Novosibirsk - smerald. Mikhail Borik, Studiues i lartë, Qendra Shkencore për Materialet dhe Teknologjitë Laserike, IOFAN n.a. JAM. Prokhorov: Ndodhi historikisht: në cilin qytet në kohët sovjetike u zhvillua një metodë për marrjen e këtij apo atij kristali, ai ende po sintetizohet atje. Praktikisht nuk kishte prodhime të reja. Por nevoja për kristale artificiale po rritet vazhdimisht dhe nuk ka specialistë të mjaftueshëm.

Khachik Bagdasarov: "Pajisjet për rritjen e kristaleve kushtojnë 300-400 mijë dollarë dhe fillojnë të paguajnë në vitin e dytë"

ethe rubin

Në vitin 1902, inxhinieri francez Verneuil, pas përpjekjeve të shumta të pasuksesshme, më në fund arriti të sintetizonte një kristal të vogël rubin me peshë 6 g. Në fakt, ai u bë guri i parë i çmuar artificial, identik me atë natyror. Nga pikëpamja e tregtisë, dëshira e Verneuil për të marrë saktësisht rubinin ishte mjaft e justifikuar - rubinët janë jashtëzakonisht të rrallë në natyrë. Tani rreth pesë ton rubin nxirren në botë çdo vit, ndërsa kërkesa është në qindra tonë (kryesisht ato u nevojiten jo argjendarive, por orarbërësve).
Materiali fillestar, i ashtuquajturi. ngarkuar (pluhur i oksidit të aluminit me një përzierje të kromit), Verneuil kaloi përmes një djegësi gazi me një temperaturë prej 2150 ° C, dhe shkrirja që rezulton, kur temperatura u ul, filloi të kristalizohej ngadalë, duke u shndërruar në një rubin. Thjeshtësia dhe besueshmëria e dukshme e metodës Verneuil çoi në organizimin e shpejtë të prodhimit industrial të kristaleve të rubinit, fillimisht në Francë, dhe më vonë në pothuajse të gjitha vendet shumë të zhvilluara. Ishte falë rubinëve sintetikë që një numër zbulimesh u bënë të mundura. Për shembull, në bazë të rubinit, u shpik një lazer, i cili bëri të mundur matjen e saktë të distancës nga Toka në Hënë, përdorimin e hapësirës së jashtme për komunikim, etj.
Më vonë doli se me ndihmën e teknologjisë së sintezës së rubinit është e mundur të merren kristale të tjera të vlefshme - safirë dhe granata: së pari, substanca fillestare shkrihet në temperatura të larta, pastaj superftohet dhe, si rezultat, kristalizohet. Teknologjia është e thjeshtë dhe, ajo që është më interesante, është e disponueshme, sipas Khachik Bagdasarov, Shef i Departamentit të Kristalizimit në Temperatura të Lartë, Instituti i Kristalografisë. A.V. Shubnikov RAS (është e angazhuar në sintezën e safirëve, rubinëve dhe granatave). Është edhe më e çuditshme që në Rusi vetëm disa kompani dhe laboratorë në institutet kërkimore janë të përfshira në sintezën e kristaleve. Tani metoda Bagdasarov, e shpikur në Institutin Kërkimor të Kristalografisë të Akademisë së Shkencave Ruse, konsiderohet më fitimprurëse. Khachik Bagdasarov: Unë isha i pari që përdora të ashtuquajturin kristalizimin e drejtuar horizontalisht për sintezën e granatave në vitin 1965, dhe kjo teknologji doli të ishte dukshëm më ekonomike sesa metoda e zakonshme Verneuil. Gjithçka shpjegohet thjesht: në koston e kristaleve, energjia elektrike merr pjesën më të madhe të kostos për shkak të nevojës për të mbajtur temperaturë dhe presion të lartë. Kur sintetizohet një pllakë horizontale, sesa një shufër vertikale, harxhohet shumë më pak energji.
Megjithatë, sipas ekspertëve, kërkesa për rubin, safirë dhe granata, e nxitur nga zhvillimi i industrisë elektronike, ende nuk është e kënaqur në botë. Kristalet e safirit u nevojiten jo vetëm kompanive të orëve (veçanërisht ato zvicerane) për prodhimin e gropave të anijeve kozmike dhe kokave të raketave, por edhe prodhuesve të telefonave celularë, nevoja vjetore e të cilëve është rreth 6 miliardë gota! Me granatë të aktivizuar me jon neodymium, prodhohen lazerët më të mirë. Bizhuteritë tani vlerësojnë veçanërisht granatat jeshile dhe rozë, të cilat fitohen falë shtimit të thuliumit ose erbiumit, përkatësisht (1 kg - 20-25 dollarë).
Sidoqoftë, kërkesa për kristale zjarrduruese po rritet vetëm nga kompanitë perëndimore, në Rusi tenton në zero për shkak të rënies së prodhimit të elektronikës. Khachik Bagdasarov: Mbi të gjitha, safiri kërkohet nga kompanitë koreane (për nevojat e industrisë së orëve) dhe japoneze (për optikën). Në total, rreth një mijë tonë safirë sintetizohen çdo vit në botë. Rusia është një i huaj i qartë në këtë çështje. Për shembull, nëse para viteve '90 rreth 180 ton rubin dhe rreth 50 ton safir u rritën në BRSS, tani vetëm 10-20 ton rubin, rreth 20 ton safir dhe 100-120 kg granata u rritën në BRSS. .
Sipas Igor Alyabyev, zëvendësdrejtor i kompanisë ROKOR (e angazhuar në prodhimin e produkteve të safirit), kostoja e rritjes së 1 kg kristalesh safiri është rreth 600 dollarë, mund të përdoret për të prodhuar 100 pjata me peshë 5 g dhe që kushtojnë 12 dollarë secila. Një rubin sintetik për industrinë e bizhuterive kushton rreth 60 dollarë për kilogram (për krahasim: një karat (0,2 g) guri natyror kushton 50 dollarë), për qëllime teknike - nga 70 dollarë për kilogram. Për më tepër, sa më i madh të jetë kristali, aq më i shtrenjtë është dhe kostoja e sintezës është më e ulët. Kështu, një kristal safiri i vetëm me peshë deri në 6 kg vlerësohet në 5-10 mijë dollarë, ndërsa kostoja e një kilogrami është rreth 200 dollarë (dhe çmimi i shitjes së 1 kg është 500 dollarë). Rentabiliteti i një biznesi nuk është i vështirë për t'u llogaritur dhe kjo renditje numrash vlen për të tre kristalet e përmendura më sipër. Vëllimi botëror i sintezës së safirit është rreth një mijë tonë.
Tani prodhimi më i madh i rubinëve sintetikë (qindra milionë karat në vit) është i përqendruar në Zvicër, Francë, Gjermani, SHBA dhe Britaninë e Madhe. Impiantet speciale të kristalizimit prodhohen nga uzina e pajisjeve elektrotermale në Taganrog. Khachik Bagdasarov: Pajisjet shtëpiake kushtojnë rreth 50,000 dollarë, pajisjet perëndimore kushtojnë 300-400,000 dollarë Një pikë e rëndësishme: ka kuptim të krijohet një strukturë prodhimi me të paktën dhjetë njësi për vëllime fitimprurëse. Një cikël prodhimi zgjat dy deri në tre ditë, gjatë të cilit mund të hiqen 2 kg kristale nga një instalim. Pajisjet do të "rrahin" tashmë në vitin e dytë.

Identifikimi i gurit

Sipas Bagdasarov, struktura e gurëve artificialë dhe natyrorë (si dhe pamja) është identike dhe është krejt e natyrshme që falsifikuesit të interesohen për mineralet e çmuara të sintetizuara në laborator. "Një hindu erdhi tek unë dhjetë vjet më parë dhe kërkoi të sintetizoja rubin që nuk dalloheshin nga guri natyror. Por pas ca kohësh, indiani u zhduk, thonë ata, minatorët e gurëve natyrorë e hoqën atë. Megjithatë, një gur i çmuar identik me atë natyror nuk është i vështirë për të. ne e rritim dhe blerësi nuk do ta dallojë kurrë nga natyralja,” thotë ai.

Vera Bogdanova, ekspert gemolog i shtëpisë së bizhuterive "Adamas": Në natyrë, gurët e mëdhenj të çmuar janë një gjë e rrallë, zbulimi i tyre ka një vlerë të veçantë historike dhe një guri të jashtëzakonshëm i është dhënë emri i zonës ku është gjetur. Bizhuteritë e dinë gjithashtu se gurët natyrorë janë shumë më të mundimshëm për t'u përpunuar, shumica refuzohen për shkak të çarjeve dhe defekteve, dhe vetëm disa janë të përshtatshëm për artizanat e bizhuterive. Plus kostoja më e lartë e natyrore. Fakti që argjendaritë përdorin gurë të rritur artificialisht, gjoja si natyrorë, ka marrë një publicitet të gjerë relativisht kohët e fundit. Më sjellin shpesh për ekzaminim bizhuteri të trashëguara nga gjyshet dhe pronarët e tyre habiten shumë kur zbulojnë se guri është artificial.
Mikhail Borik: Në dyqanet e bizhuterive, ka mjaft produkte nga rubinët dhe safirët e marrë në laborator. Blerësi mesatar nuk mund t'i dallojë ato me sy. Edhe shumica e shitësve në dyqanet e bizhuterive nuk e dinë se çfarë po shesin. Vërtetë, prodhuesit e njohur të bizhuterive që vlerësojnë reputacionin e tyre nuk e fshehin kurrë se ku janë sintetika dhe ku është natyra. Sidoqoftë, kur blini bizhuteri të shtrenjta, gjithmonë duhet të kërkoni një certifikatë të origjinalitetit të gurit.
Siç siguron Khachik Bagdasarov, kur në mesin e viteve 1950 shkenca iu afrua sintezës së diamanteve, u krijuan departamente të veçanta nën ministritë e financave të të gjitha vendeve të zhvilluara për të kontrolluar përparimin e shkencëtarëve. Le të imagjinojmë se diamantet sintetike, të padallueshme nga ato natyrore vërshojnë tregun - ekonomia e një numri vendesh thjesht do të shembet, dhe rezervat strategjike të diamanteve të një numri vendesh do të kthehen në pluhur.

Miqtë më të mirë të Drillerit

Çdo vit, mesatarisht 100-110 milion karat (rreth 20 ton) diamante minohen në botë, dhe në tregun botëror 1 karat diamant natyral kushton nga 55 dollarë, megjithatë, shumica e gurëve nuk janë të përshtatshëm për bizhuteri për shkak të ndaj defekteve, çarjeve dhe përfshirjeve të huaja, por në kërkesë në industri, kryesisht në prodhim, në nevojë për karakteristika të forta të larta të mineralit. Sidoqoftë, sipas ekspertëve, industria e përpunimit të veglave, metaleve dhe gurëve ka nevojë për rreth katër herë më shumë diamante sesa minohen, dhe në një numër fushash të teknologjisë së lartë (në prodhimin e komponentëve elektronikë, sensorë të rrezatimit ultravjollcë) është pothuajse e pamundur. për të përdorur lëndë të para natyrore për shkak të pranisë 98% e diamanteve natyrore përmbajnë përfshirje të azotit. Diamantet artificiale janë pa të gjitha defektet natyrore, sepse. njeriu ka arritur të krijojë kushte ideale për sintezën e tyre.
Në 1953-1954, shkencëtarët nga dy grupe të pavarura kërkimore - kompania suedeze ASEA dhe American General Electric për herë të parë arritën të sintetizonin diamante me madhësi më të vogël se 1 mm. Për ta bërë këtë, një përzierje e grafitit dhe hekurit u shkri në një temperaturë prej rreth 2500 ° C, dhe më pas shkrirja që rezulton u vendos në një mjedis të ngurtë të ngjeshshëm me një presion prej 70-80 mijë atmosferash. Vasily Bugakov, Zëvendësdrejtor i Institutit për Fizikën e Presionit të Lartë (Troitsk; i angazhuar në sintezën e diamanteve): Një diamant sintetik, si një diamant natyral, matet në karat dhe kushton rreth 10 dollarë për karat në tregun botëror, pesë herë më lirë se ai natyral. Në të njëjtën kohë, kostoja e lëndëve të para dhe e energjisë elektrike është vetëm 5 dollarë për karat. Tani Rusia renditet e treta në prodhimin e diamanteve sintetike, duke prodhuar 25 milionë karat në vit.
Vërtetë, ndërsa diamantet sintetizohen vetëm në interes të industrisë, gurët artificialë të cilësisë së gurëve të çmuar janë ende superiorë në kosto ndaj atyre natyrale. Për më tepër, madhësia e diamanteve të sintetizuara është e kufizuar në 3 mm, sepse deri më tani, thjesht nuk ka materiale që mund të përballojnë temperatura dhe presione kaq të larta në vëllime të mëdha dhomash. Një instalim për sintezën e 200 kg diamante në muaj mund të blihet për 30,000 dollarë.
Ndryshe nga diamantet, smeraldët e sintetizuar përdoren ekskluzivisht për bizhuteri, megjithëse, duke folur objektivisht, nuk janë veçanërisht të bukur për shkak të mungesës së shpërndarjes, d.m.th. zbërthimi i dritës së diellit në një spektër, dhe vlerësohen vetëm për shkak të rrallësisë së tyre, si dhe vëllimeve të vogla të prodhimit (vetëm 500 kg smerald natyror minohen çdo vit në botë, nga të cilat 300 kg janë në Uralet ruse).
Smeraldi, ndryshe nga pjesa më e madhe e kristaleve, merret jo nga shkrirja e lëndëve të para (smeraldi dekompozohet kur nxehet), por nga një zgjidhje e anhidrit borik, e sintetizuar në dhoma të veçanta hidrotermale në temperatura relativisht të ulëta (rreth 400 ° C) dhe presion ( rreth 500 atmosfera). Një instalim hidrotermik për sintezën e smeraldeve është relativisht i lirë (5-10 mijë dollarë), por joefikas (deri në 10 kg kristale në muaj). Kostoja e 1 kg smerald është 100-200 dollarë, dhe çmimi i shitjes së një karat është afërsisht i barabartë me çmimin e një guri natyror - rreth 2 dollarë.
Çdo vit në Rusi, në një ndërmarrje në Novosibirsk, sintetizohen deri në 100 kg smerald, në botë jo më shumë se një ton.

në kundërshtim me natyrën

Në vitin 1968, fizikanët rusë morën një kristal transparent që nuk kishte një binjak natyral dhe e quajtën zirkoni kub për nder të Institutit të tyre Fizik të Akademisë së Shkencave (FIAN), megjithëse u kryen eksperimentet e para mbi sintezën e kristaleve të tilla. në vitet 20 nga kimistët francezë.
Qëllimi i sintezës së fianitit ishte të përftohej një kristal për përdorim në lazer. Vërtetë, zirkonia kub nuk mund ta tejkalonte garnetin në vetitë e tij "lazer", por bizhuteritë vlerësuan bukurinë e tij të pazakontë, shumëngjyrësh dhe çmim të lirë (deri në 98% e zirkonisë kub prodhohet për nevojat e tyre). Për kirurgji, prodhohet një bisturi zirkonia (500 dollarë) - fakti është se disa njerëz janë alergjikë ndaj metalit dhe tehu i zirkonisë shmang një reaksion alergjik.
Fianitet sintetizohen nga një përzierje e oksideve të zirkonit, aluminit, natriumit. Procesi është praktikisht pa mbeturina, sepse copëzat dhe kristalet e dështuara shkrihen përsëri. Deri në 30 kg kristale kub zirkonia merren nga 100 kg lëndë të para në ditë duke përdorur një gjenerator me frekuencë të lartë (rreth 50 mijë dollarë). Transparenca e gurit varet nga temperatura e shkrirjes - sa më e lartë të jetë temperatura, aq më transparent është kristali. Elena Lomonova, Shef i Laboratorit të Qendrës Shkencore të Materialeve dhe Teknologjive Laserike IOFAN: Rritja e zirkonisë kubike është e lehtë dhe e këndshme, dhe shtimi i papastërtive të ndryshme ju lejon të krijoni kristale unike ngjyrash që nuk gjenden në natyrë, si p.sh. livando, ose të arrini efekte të pazakonta optike, si ndryshimi i ngjyrës kur ndryshon ndriçimi - të ashtuquajturat. efekti i Aleksandritit.
BRSS për një kohë të gjatë mbeti monopolist në prodhimin e zirkonisë kub, duke diktuar çmimet, të cilat në fillim arritën në 3000 dollarë për kilogram (megjithëse çështja e përparësisë së prodhimit të zirkonit kub është shumë e diskutueshme, amerikanët madje e kundërshtuan atë në gjykatë). Vyacheslav Osiko, Drejtor i Qendrës Shkencore për Materialet dhe Teknologjitë Laserike IOFAN: Me mashtrim, ata filluan të eksportojnë zirkoni kub nga BRSS, duke i kaluar ato si diamante. Për të luftuar mashtrimin e bizhuterive, edhe oficerët e KGB-së u trajnuan për të dalluar gurët e çmuar nga falsifikimet. Për aftësinë për të luajtur me të gjitha ngjyrat e ylberit, argjendaritë e quajnë zirkoni kub një gur të paturpshëm. Tani mbi 1000 tonë zirkoni kub sintetizohen në të gjithë botën çdo vit dhe çmimi i tyre ka rënë në 60 dollarë për 1 kg. Në të njëjtën kohë, kostoja e një kilogrami fianite, sipas ekspertëve, është rreth 30 dollarë.

Kristali i së ardhmes

Sidoqoftë, për sa i përket rritjes së vëllimeve të prodhimit botëror dhe rentabilitetit, silikoni i sintetizuar, i cili është i domosdoshëm në industrinë mikroelektronike, bateritë diellore dhe pajisjet e tjera teknologjike, nuk do të jetë në gjendje të vazhdojë me asnjë kristal në të ardhmen e parashikueshme. Më shumë se 30 mijë tonë silikon prodhohen çdo vit në botë, dhe sipas parashikimeve, kjo shifër do të dyfishohet deri në vitin 2010 (tani kristalet e silikonit zënë 80% të tregut botëror të të gjithë kristaleve artificiale). Megjithatë, sipas ekspertëve, ka një mungesë katastrofike të silikonit në botë për shkak të rritjes së prodhimit të teknologjisë kompjuterike dhe mikroprocesore.

Vyacheslav Osiko: "Në një kohë, zirkonia kub eksportohej, duke i kaluar ato si diamante"

Në Rusi, konsumi i silikonit, si dhe prodhimi i tij, është jashtëzakonisht i parëndësishëm, të gjitha për të njëjtën arsye të reduktimit të prodhimit të elektronikës. Dhe nëse në vitin 1990 në BRSS u rritën 360 tonë silikon, atëherë vitin e kaluar vetëm 270 tonë u rritën në Federatën Ruse, nga të cilat vetëm 50 tonë ishin për tregun e brendshëm. Tani 1 kg silikon kushton 100 dollarë, ndërsa përfitimi i prodhimit, sipas ekspertëve, kalon 100%.
Siç siguron Khachik Baghdasaryan, investimet në prodhimin e silikonit dhe në produktet për prodhimin e të cilave është e nevojshme mund të rezultojnë të jenë një minierë ari, dhe lëndët e para për sintezën e saj (rëra e zakonshme) janë fjalë për fjalë: "Rreth tre vjet më parë në Gjermani, takova një sipërmarrës të ri i cili po fillonte prodhimin e baterive diellore fjalë për fjalë nga një hekur saldimi dhe tani ka një fitim vjetor prej 20 milionë euro.Silikon ka qenë prej kohësh një material strategjik që përcakton zhvillimin shkencor dhe teknologjik të vendit ."
Kreu i laboratorit të Qendrës Shkencore Shtetërore për Metalet e Rralla, Mikhail Milvidsky, pohon se shkencëtarët në mbarë botën po punojnë për të rritur volumin e prodhimit të silikonit, sepse energjia diellore është e lirë, miqësore me mjedisin dhe e pafund në krahasim me naftën, gazin dhe qymyrin. . Khachik Bagdasaryan: Sipas shumë shkencëtarëve, deri në fund të shekullit të 21-të, deri në 80% të energjisë elektrike në botë do të prodhohet nga energjia diellore ose e erës. Dhe silikoni në rastin e parë është një material i domosdoshëm.
Vërtetë, lobi "bërthamor" në Rusi nuk është i interesuar për këtë, dhe për këtë arsye, nëse lëvizja e botës drejt metodave të sigurta dhe miqësore me mjedisin e prodhimit të energjisë elektrike ka qenë prej kohësh e dukshme, ne kemi procese të kundërta.
OLESYA DEINEGA, DMITRI TIKHOMIROV

STUDIME TË FUSHËS Diçka për diamantet Guri natyror më i shtrenjtë është diamanti, i cili aktualisht është minuar në 26 vende (më të mëdhenjtë prej tyre janë Rusia, Botsvana dhe Afrika e Jugut). Mesatarisht 100-110 milionë karat (20 ton) diamante minohen çdo vit në botë. Çmimi i tyre i lartë (55 dollarë për karat) shpjegohet jo vetëm nga karakteristikat e gurëve, por edhe nga niveli i monopolizimit në tregti: siç dihet, korporata De Beers kontrollon 70-80% të diamanteve natyrale të furnizuara në treg. Sipas Ministrisë së Financave, vëllimi i prodhimit të diamanteve në Rusi në gjysmën e parë të vitit 2005 arriti në 17.7 milion karat me një çmim mesatar prej 51 dollarë për karat. Eksporti i diamanteve të papërpunuara natyrore nga territori i Federatës Ruse në janar-shtator 2005 arriti në 23.6 milion karat, nga të cilat pjesa e diamanteve të çmuar ishte 20-25%. Diamanti më i madh i bizhuterive në botë konsiderohet "Cullinan", me një masë prej 3106 karat (621.2 g), ai u gjet në 1905 në Transvaal (Afrika e Jugut). Më pas, prej tij u bënë nëntë diamante të mëdhenj (më i madhi është "Ylli i Afrikës", 530.2 karat) dhe 96 të vegjël, dhe 66% e masës fillestare të kristalit humbi gjatë procesit të prerjes. Diamantet (diamantet e prera) vlerësohen sipas katër kritereve kryesore (i ashtuquajturi sistem katër "C"): ngjyra (ngjyra), transparenca (qartësia), prerja dhe proporcionet (prerje), pesha karat (pesha karat). Më të vlefshmet janë diamantet që kanë të ashtuquajturën ngjyrë të lartë, d.m.th. pa ngjyrë, por prania edhe e një nuance të lehtë të verdhë, kafe ose jeshile mund të ulë seriozisht vlerën e gurit. Për diamantet pa ngjyrë, prerja e rrumbullakët vlerësohet më së shumti (në këtë rast, ato kanë 57 aspekte), gjë që ju lejon të nxirrni në maksimum shkëlqimin dhe lojën e gurit. PARAGJYKIMET Fuqia sekrete e gurëve Që nga kohra të lashta, gurët e çmuar kanë shërbyer si stoli dhe hajmali. Për shembull, egjiptianët mbanin me dëshirë bizhuteri të bëra nga smeraldi, bruz, ametist dhe kristal shkëmbi. Romakët vlerësonin diamantet dhe safirët mbi të gjitha. Shpesh guri tregonte profesionin e pronarit të tij. Detarët besonin se smeraldi mbronte nga rreziqet në udhëtimet e gjata, artistët e frymëzuar nga turmalina, ametisti mbronte klerikët nga tundimi. Besohet se vetëm guri që është dhuruar ose trashëguar mund të jetë hajmali. Besimi në vetitë shëruese të gurëve të çmuar ishte gjithashtu i përhapur. Në mesjetë, argjendari duhej të ishte jo vetëm një zejtar dhe tregtar, por edhe një mjek, i aftë të merrte një gur për shërim në rast sëmundjeje. Astrologët argumentuan se çdo gur i çmuar i përket një shenje specifike të zodiakut dhe njerëzit duhet të veshin vetëm gurë të shenjës së tyre. Veshja e një guri që nuk korrespondon me shenjën e zodiakut nën të cilin ka lindur pronari i tij ndikon keq në fat. Dashi duhet të veshë diamante, Demi - safirët, Gaforret dhe Bricjapët duhet të marrin një unazë me smerald për lumturinë, por astrologët rekomandojnë që Peshqit të ndalojnë së veshuri gurë - ata mund t'i tërheqin deri në fund.

Gurët artificialë kanë fituar prej kohësh popullaritet në bizhuteri. Në të vërtetë, për një argjendari, vlera e një guri përcaktohet jo vetëm nga pamjaftueshmëria e tij në natyrë. Një numër karakteristikash të tjera luajnë një rol të rëndësishëm:

• ngjyrë;
• thyerja e dritës;
• forcë;
• pesha në karat;
• madhësia dhe forma e skajeve etj.

Guri i çmuar artificial më i shtrenjtë Fianit (sinonimet: daimonsquay, dzhevalit, kub zirkonium, shelby). Çmimi i tij është i ulët - më pak se 10 dollarë për 1 karat (0,2 gram). Por vlen të theksohet se me rritjen e karatit, çmimi rritet në mënyrë eksponenciale. Për shembull, një diamant 10 karat kushton 100 herë më shumë se një diamant 1 karat.

Kristalet e gurëve të çmuar artificialë mund të rriten në shtëpi. Shumica e këtyre eksperimenteve nuk kërkojnë trajnim të veçantë, nuk keni nevojë të pajisni një laborator kimik dhe madje të blini reagentë të veçantë.

Për të fituar përvojë në rritjen e kristaleve, filloni të vogla. Ne do të ndajmë teknikën e rritjes së kristaleve të bukura nga çdo gjë që mund të gjeni në kuzhinën tuaj. Nuk keni nevojë fare për pajisje shtesë, sepse gjithçka që ju nevojitet është padyshim në raftet. Ne gjithashtu do të shqyrtojmë teknologjinë e rritjes së rubinëve artificialë në shtëpi!

Si të rriten kristalet e rubinit në mënyrë sintetike?

Rritja e kristaleve të rubinit mund të jetë edhe një opsion i biznesit në shtëpi. Në fund të fundit, gurët e bukur sintetikë janë tashmë në kërkesë të madhe midis blerësve sot, kështu që nëse projekti është i suksesshëm, ata mund t'ju sjellin një fitim të mirë. Gurët e rritur në mënyrë sintetike përdoren nga argjendaritë dhe gjithashtu përdoren gjerësisht në inxhinieri.

Kristalet e rubinit mund të rriten sipas metodës standarde, duke zgjedhur kripërat e duhura. Por kjo nuk do të jetë aq efektive sa në rastin e kripës apo sheqerit, ndërkohë që procesi i rritjes është shumë më i gjatë në kohëzgjatje. Po, cilësia është e diskutueshme. Në fund të fundit, një rubin natyral në shkallën e fortësisë Mohs është i dyti vetëm pas Diamantit, duke zënë vendin e 9-të të nderuar. Natyrisht, kur bëhet fjalë për biznesin, në shumicën e rasteve ata përdorin një metodë tjetër, të zhvilluar më shumë se 100 vjet më parë në Francë.

Do t'ju duhet një aparat special me emrin e shpikësit të kësaj metode, pra aparati Verneuil. Me të, ju mund të rritni kristale rubine deri në 20-30 karat në vetëm disa orë.

Edhe pse teknologjia mbetet pothuajse e njëjtë. Kripa e dioksidit të aluminit me një përzierje të oksidit të kromit vendoset në akumulatorin e një djegësi oksigjen-hidrogjen. Ne e shkrijmë përzierjen, duke vëzhguar se si rubini në të vërtetë rritet "para syve tanë".

Në varësi të përbërjes së kripës që keni zgjedhur, mund të rregulloni ngjyrën e kristaleve, duke përftuar smeralde artificiale, topaz dhe gurë tërësisht transparent.

Puna me pajisjen do të kërkojë vëmendjen dhe përvojën tuaj, por në të ardhmen do të keni mundësinë të rritni kristale që magjepsin me bukurinë, transparencën dhe lojën e ngjyrave të tyre. Në të ardhmen, kryevepra të tilla janë të përshtatshme për prerje dhe lustrim, përkatësisht, mund të përdoren për qëllimin e tyre të synuar.

Vlen të përmendet se kristalet e rritura artificialisht nuk janë gurë të çmuar, kështu që edhe nëse vendosni të hyni në biznesin e rritjes së tyre, kjo nuk do t'ju kërkojë të licenconi shtesë.

Dizajni i pajisjes është i thjeshtë, ju lehtë mund ta bëni vetë. Por në internet ka tashmë mjaft zejtarë që ofrojnë vizatime të instalimit origjinal, si dhe versione të përmirësuara të tij.

Kit për rritjen e kristaleve të rubinit në shtëpi

Vetë parimi i teknologjisë së prodhimit të rubinit është mjaft i thjeshtë dhe është paraqitur në mënyrë skematike më poshtë në figurë:

Duke kuptuar parimin e funksionimit, çdo pajisje nuk duket më aq e ndërlikuar. Një nga mostrat e vizatimeve të aparatit Verneuil:

Me anë të kësaj teknologjie mund të rritni edhe gurë të tjerë artificialë të shtrenjtë si Blue Topaz etj.

Rritja e kristaleve të kripës në shtëpi

Eksperimenti më i lehtë dhe më i përballueshëm që mund të bëni është të krijoni kristale të bukura kripe. Për këtë do t'ju duhen disa artikuj:

1. Kripë e zakonshme guri.
2. Uji. Është e rëndësishme që vetë uji të përmbajë sa më pak kripëra të tij, dhe mundësisht të distiluar.
3. Ena në të cilën do të kryhet eksperimenti (çdo kavanoz, gotë, tigan do të bëjë).

Derdhni ujë të ngrohtë në enë (temperatura e tij është rreth 50 ° C). Shtoni kripë në ujë dhe përzieni. Pas shpërbërjes, shtoni përsëri. E përsërisim procedurën derisa kripa të pushojë së treturi, duke u vendosur në fund të enës. Kjo sugjeron që solucioni i kripur është bërë i ngopur, gjë që na duhej. Është e rëndësishme që gjatë përgatitjes së tretësirës temperatura e tij të mbetet konstante, të mos ftohet, në mënyrë që të krijojmë një tretësirë ​​më të ngopur.

Hidheni tretësirën e ngopur në një kavanoz të pastër, duke u ndarë nga sedimenti. Ne zgjedhim një kristal të veçantë kripe, dhe më pas e vendosim në një enë (mund ta varni në një fije). Eksperimenti ka përfunduar. Pas disa ditësh, do të jeni në gjendje të shihni se si është rritur në madhësi kristali juaj.

Rritja e kristaleve të sheqerit në shtëpi

Teknologjia për marrjen e kristaleve të sheqerit është e ngjashme me metodën e mëparshme. Mund ta ulni kordonin e pambukut në tretësirë, më pas mbi të do të rriten kristalet e sheqerit. Nëse procesi i rritjes së kristalit është bërë më i ngadalshëm, atëherë përqendrimi i sheqerit në tretësirë ​​është ulur. Shtoni përsëri sheqer në të, më pas procesi do të rifillojë.

Shënim: nëse shtoni ngjyrë ushqimore në tretësirë, atëherë kristalet do të bëhen shumëngjyrësh.

Ju mund të rritni kristale sheqeri në shkopinj. Për këtë do t'ju duhet:

• shurup sheqeri i gatshëm, i përgatitur në mënyrë të ngjashme me një zgjidhje të ngopur të kripur;
• shkopinj druri;
• pak sheqer të grimcuar;
• ngjyrosje ushqimore (nëse dëshironi karamele shumëngjyrëshe).

Gjithçka ndodh shumë thjesht. Lyejeni një shkop druri në shurup dhe rrotullojeni në sheqer të grimcuar. Sa më shumë kokrra të ngjiten, aq më i bukur do të jetë rezultati. Lërini shkopinjtë të thahen siç duhet dhe më pas kaloni në fazën e dytë.

Derdhni shurupin e ngopur të sheqerit të nxehtë në një gotë, vendosni shkopin e përgatitur atje. Nëse jeni duke përgatitur kristale shumëngjyrësh, atëherë shurupit të gatshëm të nxehtë shtoni ngjyrë ushqimore.

Sigurohuni që shkopi të mos prekë muret dhe fundin, përndryshe rezultati do të jetë i shëmtuar. Mund ta rregulloni shkopin me një fletë letre duke e vendosur sipër. Letra do të shërbejë gjithashtu si kapak për enën, e cila nuk do të lejojë që grimcat e huaja të futen në tretësirën tuaj.

Për rreth një javë, do të keni ëmbëlsira të mrekullueshme me sheqer. Ata mund të dekorojnë çdo festë çaji, duke kënaqur jo vetëm fëmijët, por edhe të rriturit!

Rritja e kristaleve nga sulfati i bakrit në shtëpi

Kristalet nga sulfati i bakrit fitohen në formë interesante, ndërsa kanë ngjyrë të kaltër të pasur. Vlen të kujtohet se sulfati i bakrit është një përbërje kimikisht aktive, kështu që kristalet prej tij nuk duhet të shijohen, dhe duhet pasur kujdes kur punoni me materialin. Për të njëjtën arsye, vetëm uji i distiluar është i përshtatshëm në këtë rast. Është e rëndësishme që ai të jetë kimikisht neutral. Jini të kujdesshëm dhe të kujdesshëm kur përdorni vitriol blu.

Në këtë rast, rritja e kristaleve nga vitrioli ndodh në fakt sipas të njëjtës skemë si rastet e mëparshme.

Kur vendosni kristalin kryesor për rritje në tretësirë, duhet të siguroheni që ai të mos bie në kontakt me muret e enës. Dhe mos harroni të monitoroni ngopjen e zgjidhjes.

Nëse e keni vendosur kristalin tuaj në fund të enës, atëherë duhet të siguroheni që ai të mos prekë kristalet e tjera. Në këtë rast, ata do të rriten së bashku, dhe në vend të një kampioni të madh të bukur, do të merrni një masë me formë të paqartë.

Këshilla të dobishme! Ju mund të rregulloni në mënyrë të pavarur madhësinë e fytyrave të kristalit tuaj. Nëse dëshironi që disa prej tyre të rriten më ngadalë, mund t'i lyeni me vazelinë ose yndyrë. Dhe për sigurinë e mashkullit të pashëm bojë qielli, ju mund të përpunoni skajet me një llak transparent.

Ekzistojnë 3 kategori peshash të diamanteve:

1. I vogël. Pesha 0.29 karat
2. Mesatare. Pesha nga 0,3 në 0,99 karat
3. I madh. Diamante mbi 1 karat.

Gurët me peshë 6 karat ose më shumë pranohen në ankandet popullore. Gurëve që peshojnë më shumë se 25 karat u caktohen emrat e tyre. Për shembull: diamanti "Winston" (62.05 karat) ose "De Beers" (234.5 karat), etj.