RUSSIAN         ENGLISH    
         
ГлавнаяКонтактыВакансииКарта сайтаСсылки






 
09.09.2013

Занимательная кристаллография. Почему жемчужины круглые?


Люди издавна ценили жемчуг не только за богатство цветовой гаммы перламутра, но и за удивительно точно выдержанную сферичность индивидуумов. Даже те из жемчужин, что отклоняются от идеала, имеют форму фигуры вращения, словно их создал на гончарном круге неведомый мастер. Какова же природа такого совершенства форм этой «живой» драгоценности? Ответ на этот вопрос был дан недавно международной группой ученых из Университета Гранады (Испания) и Университета Нанси (Франция). Они провели исследование, в результате которого было показано, что характерная форма жемчужин связана с непрерывным вращением растущей жемчужины внутри раковины моллюска. Был предложен физический механизм, приводящий к вращению жемчужины в процессе роста; тем самым было подтверждено давнее подозрение на этот счет производителей жемчуга.

Работа исследователей опубликована в Междисциплинарном журнале по химии, биохимии, электрохимии, материаловедению и прикладным дисциплинам «Langmuir», а ее краткое содержание приводит technologyreview.com.

На рисунке 1, заимствованном из статьи ученых, приведены основные категории форм природного жемчуга.

Рис. 1. Три категории жемчуга: a – высшая категория, b – ожерелье из жемчужин
каплевидной формы с симметрией фигур вращения, c – жемчужины барокко.

Тщательно исследовав перламутровую поверхность жемчужин категории «а», авторы статьи пришли к выводу, что ее профиль представляет собой сферический аналог храповика – колеса с односторонним вращением (рис. 2), причем форма жемчужины и профиль поверхности взаимосвязаны: ось вращения жемчужины совпадает с осью храповика. Зубчики имеют высоту в полмикрона и скорость такого вращения невелика: один оборот жемчужина делает почти целый месяц.

Рис. 2. Механизм вращения: a – несбалансированность давлений молекул вещества-
растворителя, отскакивающих от крутой и пологой части зуба;
b – профиль поверхности жемчужины (размер зубцов в целях наглядности увеличен в
тысячи раз). (Рисунок по «Langmuir» 29, 8370, 2013).   

Авторы рассматривают создание и вращение этого природного храповика как уникальный процесс природной самоорганизации, в котором импульс раскручивающий жемчужину возникает в процессе взаимодействия молекул растворителя с микровыступами на поверхности нарастающих слоев жемчужины.

В работе отмечается, что в тех случаях, когда свободному вращению жемчужины препятствуют дефекты её поверхности (например, прилипшая соринка), то образующийся продукт будет обладать «вращательной симметрией» («веретен», «капель») или вовсе иметь неправильную форму («барокко»).

Издательско-выставочный центр ВСЕГЕИ
Источник(и): J.H.E.Cartwright et al., Langmuir 29, 8370 (2013);
http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/la4014202;
http://www.technologyreview.com/view/513851/pearls-and-the-puzzle-of-how-they-form-perfect-spheres/;
http://physics.com.ua/news.php?id=2213;
http://www.popmech.ru/article/12997-ona-vertitsya/


Возврат к списку




 
тел. (812) 321-5706, e-mail: vsegei@vsegei.ru

Яндекс.Метрика