כיצד צומח גביש אלומיניום?

סרט תלת ממדי, שצולם במיקרוסקופ קרני X, מתעד את התפתחותו ושינוי צורתו של גביש אלומיניום באופן תלת ממדי, בתוך דגימה שעברה חימום של כשעה לטמפרטורה של 260 מעלות

מיכל סחף, גלילאו

קישור ישיר לדף זה: https://www.hayadan.org.il/aluminumgrowth.html

ערוצי המדע והטבע בטלוויזיה מקרינים לעיתים קרובות סרטים בהם ניתן לראות, בהילוך מהיר, את התפתחותם של עננים ופריחתם של פרחים. כעת,"סרט" תלת ממדי, שצולם במיקרוסקופ קרני X, מתעד את התפתחותו של גביש אלומיניום.

ה"סרט" צולם על-ידי חוקרים בראשות סורן שמידט (Schimdt) ממעבדות ריסו בדנמרק, בשיתוף פעולה עם (European Synchrotron Radiation Facility) בצרפת.

משנה צורה
גביש האלומיניום צולם 73 פעמים במהלך כשלושים שעות, בעודו מתפתח ומשנה את צורתו. החדשנות בתהליך זה היא בעובדה שהסרט מראה את הגביש באופן תלת-ממדי, במרחב, ובנוסף לכך מתעד את התפתחותו בזמן. צילומים מיקרוסקופיים דומים שנעשו בעבר התמקדו בפני השטח של הדגימה. עורכי הניסוי מכנים את עבודתם "תיאור ארבעה-ממדי" של גביש המתכת.
הסרט מראה את התעצבותו של גביש אלומיניום זעיר בתוך דגימה שעברה חימום של כשעה לטמפרטורה של 260 מעלות. אז הועברה הדגימה לתנור שהעלה את הטמפרטורה ל-290 מעלות. חימום כזה דרוש ביישומים מעשיים, על מנת לעצב את המתכת לצורה הרצויה. לאחר מכן, בתהליך הקירור, מתרחשת התגבשות-מחדש של המתכת.

תהליך רצוף באי סדירויות
המעקב הצמוד אחר תהליך ההתגבשות הראה כי תהליך זה שונה מכפי שסברו החוקרים בתחילה; עד עתה, ההשערה המקובלת היתה כי התהליך נעשה באופן רציף וסדיר. בפועל, כך מתגלה בסרט, התהליך רצוף באי-סדירויות. פאות הגביש אינן חלקות, וצורתו משתנה ללא הרף.
מידע מדויק על אופן ההתגבשות של אלומיניום הוא בעל חשיבות תעשייתית, מאחר שמדובר בחומר שימושי, קל וחזק. הכרת אופן ההתגבשות שלו עשויה להוביל לייצורם של מוצרי אלומיניום חזקים יותר. הטכנולוגיה ששימשה בניסוי זה יכולה לשמש גם לצפייה במבנה של חומרים אחרים – מתכות אחרות ופולימרים – בקנה מידה זעיר ובכושר-הפרדה המגיע לכדי מיקרומטרים.

https://www.hayadan.org.il/BuildaGate4/general2/data_card.php?Cat=~~~960310021~~~95&SiteName=hayadan