Đuôi gai (tinh thể)

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Dendrites mangan trên một mặt phẳng giường đá vôi từ Solnhofen, Đức. Tỷ lệ tính bằng mm.

Một tinh thể đuôi gai là một tinh thể phát triển với hình dạng giống như nhiều nhánh cây điển hình. Sự phát triển tinh thể đuôi gai là rất phổ biến và được minh họa bằng sự hình thành bông tuyết và cấu trúc sương muối trên cửa sổ. Kết tinh đuôi gai tạo thành một mô hình phân dạng tự nhiên. Các tinh thể đuôi gai có thể phát triển thành một chất lỏng tinh khiết siêu lạnh hoặc hình thành từ sự mất ổn định tăng trưởng xảy ra khi tốc độ tăng trưởng bị giới hạn bởi tốc độ khuếch tán của các nguyên tử chất tan đến giao diện. Trong trường hợp sau, phải có một gradient nồng độ từ giá trị siêu bão hòa trong dung dịch đến nồng độ ở trạng thái cân bằng với tinh thể ở bề mặt. Bất kỳ sự nhô ra nào phát triển đều đi kèm với độ dốc tập trung dốc hơn ở đầu của nó. Điều này làm tăng tốc độ khuếch tán đến đỉnh. Đối lập với điều này là hành động của sức căng bề mặt có xu hướng làm phẳng sự nhô ra và thiết lập một dòng các nguyên tử chất tan từ phần nhô ra hai bên. Tuy nhiên, về tổng thể, sự nhô ra trở nên khuếch đại. Quá trình này xảy ra lặp đi lặp lại cho đến khi một đuôi gai được sản xuất.

Thuật ngữ "dendrite" (đuôi gai) xuất phát từ tiếng Hy Lạp dendron (δεδρδρν), có nghĩa là "cây".

Khoáng vật học và cổ sinh vật học[sửa | sửa mã nguồn]

Hình thành đuôi gai băng trên một bông tuyết
Ví dụ về một đuôi gai trên pyrolusite.

Trong cổ sinh vật học, các dạng tinh thể khoáng sản đuôi gai thường bị nhầm lẫn với hóa thạch. Những hóa đá giả này hình thành như những vết nứt xuất hiện tự nhiên trong đá được lấp đầy bằng các dung dịch khoáng chất. Chúng hình thành khi nước giàu mangansắt chảy dọc theo vết nứt và mặt phẳng sàn giữa các lớp đá vôi và các loại đá khác, lắng đọng các tinh thể đuôi gai khi dung dịch chảy qua. Một loạt các oxit mangan và hydroxit có liên quan [1], bao gồm:

  • birnessite (Na4Mn14O27·9H2O)
  • coronadit (PbMn8O16)
  • tiền điện tử (KMn8O16)
  • hollandit (BaMn8O16)
  • romanechite ((Ba,H2O) Mn5O10)
  • todorokite ((Ba, Mn, Mg, Ca, K, Na)2Mn3O12·3H2O) và các loại khác.

Một dạng đuôi gai ba chiều phát triển trong các khe nứt trong thạch anh, tạo thành rêu mã não.

Kết tinh và luyện kim[sửa | sửa mã nguồn]

Đuôi gai của muối (natri clorua) trên bề mặt của một quả trứng Bắc Thảo.
Sự kết tinh đuôi gai sau khi tan chảy bên trong các ống kín của rubidium và kim loại Caesium.

Trong hóa học, dendrite là một tinh thể phân nhánh thành hai bộ phận trong quá trình tăng trưởng.

Thí nghiệm vi trọng lực của NASA[sửa | sửa mã nguồn]

GIF hoạt hình của sự hình thành đuôi gai - NASA

Thí nghiệm tăng trưởng đuôi gai đẳng nhiệt (IDGE) là một thí nghiệm hóa rắn khoa học vật liệu mà các nhà nghiên cứu sử dụng trong các nhiệm vụ của tàu con thoi để nghiên cứu sự phát triển đuôi gai trong một môi trường có thể loại trừ ảnh hưởng của trọng lực (đối lưu trong chất lỏng). Đuôi gai hóa rắn là một trong những hình thức phổ biến nhất của kim loại hóa và hợp kim. Khi vật liệu kết tinh hoặc hóa cứng trong một số điều kiện nhất định, chúng đóng băng không ổn định, dẫn đến các dạng đuôi gai. Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến kích thước đuôi gai, hình dạng và cách các nhánh của đuôi gai tương tác với nhau. Những đặc điểm này phần lớn quyết định các tính chất của vật liệu.

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

  • Tinh thể sợi đơn
  • Sợi (luyện kim)
  • Cây nâu
  • Hoa văn trong tự nhiên
  • STS-87 - Nhiệm vụ tàu con thoi

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ Potter, R.M; Rossman, G.R. (1979). “The mineralogy of manganese dendrites and coatings”. American Mineralogist 64: 1219–1226. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]