Ученые нашли способ изучать «прыгающие кристаллы»

Ученые научились определять так называемые «прыгающие кристаллы» с помощью акустического сенсора.

Некоторые кристаллы органической природы начинают прыгать при нагревании. Это происходит из-за сверхбыстрой перемены их кристаллической структуры. Ученые-химики из разных научных учреждений смогли определить, что во время данного процесса кристаллы издают звуки, которые уникальны для каждого из них. Это дает возможность изучить данный феномен, присущий металлическим сплавам.

К примеру, мартенсит (форма стали, которая образуется в процессе закаливания аустенита) во время создания ведет себя подобным образом. Сначала аустенит нагревают до высоких температур, а затем резко охлаждают. Такое охлаждение не позволяет сохранить аустениту свою первоначальную кристаллическую структуру, и атомы дружно переходят в расположение, присущее мартенситу.

В «прыгающих кристаллах» атомы таким же образом меняют свое положение при нагревании. Однако из-за быстроты процесса часто это сопровождается не только прыжками, но и взрывом, что делает изучение феномена невозможным. Поэтому ученые из Нью-Йоркского университета в Абу-Даби (ОАЭ), Исследовательского центра «Немецкий Электронный Синхротрон» и Института Макса Планка (Германия) предложили не наблюдать, а слушать феномен.

Во время нагревания прыгающих кристаллов вследствие смещения атомов и их трения друг о друга возникают достаточно сильные звуковые волны, похожие на сейсмические. На примере природного кристалла, который меняет структуру при 65-67 °C, ученые измерили характеристики его звуковых волн и смогли изучить феномен.

Способность кристаллов быстро превращать тепловую энергию в движение потенциально может помочь в создании искусственных мышц или микророботов.