Rešavanje misterije formiranja kristala

Inkorporacija molekula se dešava u dva koraka, razdvojena posrednim stanjem.

Pre milion godina, najstarija poznata vrsta koja je hodala uspravno kao čovek – homo erektus – bila je poput ljudi facinirana kristalima, piše EurekAlert.

Istoričari čak mogu tačno opisati moguće razloge – kristali nisu ličili ni na šta drugo u tadašnjem svetu, drveće, doline, planine. Kristali su predstavljali materijal za ispitivanje, fascinantnu razonodu za um.

Preporučujemo

Do današnjeg dana ljudska opčinjenost magijom kristala nastavlja da ispunjava um naučnika koji razvijaju načine upotrebe kristala za sve od lečenja malarije do solarnih ćelija i poluprovodnika, katalizatora i optičkih elemenata. Vremenom su kristali postali bitni elementi tehnologija koje omogućavaju savremenu civilizaciju.

U vremenskom sledu fascinacije i istraživanja kristala tokom milion godina, zapamtite januar 2024. kao vreme kad je Piter Vekilov, profesor hemijskog i biomolekularnog inženjeringa sa Hjustonskog univerziteta, objavio odgovor na pitanje kako se kristali formiraju i kako molekuli postaju njihov deo.

Decenijama su istraživači rasta kristala sanjali o razjašnjenju hemijske reakcije između dolazećih molekula i jedinstvenih mesta na kristalnoj površini koja ih prihvataju.

Rast kristala je uveliko određen hemijskom reakcijom između rastvorene supstance i napravilnosti na kristalnoj površini, kad molekul rastvorene supstance prekida svoju vezu sa rastvaračem i uspostavlja nove veze sa kristalnim defektom.

Glavna prepreka boljem razumevanju bio je nedostatak podataka o načinu pridruživanja molekula, u vezi sa komplikovanih procesom kretanja iz rastvora do mesta gde rastu.

Vekilov je otkrio da se inkorporacija u mesta na kristalnoj rešetki može odigrati u dva koraka razdvojena posrednim stanjem i stabilnost tog srednjeg stanja je ključ rasta kristala – u suštini odlučuje koliko brzo ili sporo se kristali formiraju jer utiče na to koliko lako se stvari mogu pridružiti tokom procesa.

Posredno stanje i njegova odlučujuća uloga u rastu kristala pobijaju i zamenjuju vladajuće shvatanje da je aktivaciona barijera za rast određena interakcijama rastvarača i rastvorene supstance.

Inkorporacija u dva koraka putem posrednog stanja može doprineti razumevanju kako mali delovi u tečnosti mogu da utiču na detaljne oblike kristala u prirodi.

Ova paradigma će voditi traganje za rastvaračima i aditivima koji stabilizuju posredno stanje radi usporavanja rasta, na primer, neželjenih polimorfa.

(Telegraf Nauka/EurekAlert)