Phát hiện loại tinh thể mới hé lộ tiềm năng ứng dụng lớn

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Các nhà nghiên cứu tình cờ phát hiện ra một loại tinh thể hình que độc đáo với cấu trúc rỗng bên trong, chưa từng được biết đến trước đây và đặt tên là "Zangenite" để vinh danh nghiên cứu sinh đã tìm ra tinh thể này.
Ảnh minh họa.
Ảnh minh họa.

Từ những hạt muối ăn quen thuộc đến những viên kim cương lấp lánh, quá trình hình thành tinh thể không phải lúc nào cũng tuân theo một lộ trình đơn giản và dễ đoán.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học New York (NYU) đã thành công ghi lại hành trình đầy bất ngờ này, từ một khối vật chất vô định hình ban đầu đến các cấu trúc có trật tự cao, trong một công trình vừa được công bố trên tạp chí Nature Communications.

Đặc biệt, trong quá trình khám phá bí ẩn của sự kết tinh, họ đã tình cờ phát hiện ra một loại tinh thể hình que độc đáo với cấu trúc rỗng bên trong, chưa từng được biết đến trước đây, và đặt tên là "Zangenite" để vinh danh nghiên cứu sinh đã tìm ra tinh thể này.

Để vén màn bí mật về cách các hạt tự sắp xếp thành mạng lưới tinh thể hoàn hảo, các nhà khoa học thường gặp khó khăn khi quan sát trực tiếp các nguyên tử siêu nhỏ.

Nhóm nghiên cứu tại NYU đã sử dụng một phương pháp khéo léo: tạo ra các tinh thể từ hạt keo (colloidal particles). Những hạt này tuy nhỏ nhưng đủ lớn để có thể quan sát chi tiết dưới kính hiển vi. "Ưu điểm là chúng tôi có thể theo dõi quá trình kết tinh ở cấp độ từng hạt một," Giáo sư hóa học Stefano Sacanna, người dẫn dắt phần thực nghiệm, cho biết.

Kết hợp các thí nghiệm tỉ mỉ với hàng nghìn mô phỏng máy tính phức tạp do trợ lý giáo sư Glen Hocky phụ trách, nhóm nghiên cứu đã làm sáng tỏ một cơ chế hình thành tinh thể gồm hai bước.

Thay vì các hạt ngay lập tức xếp vào vị trí cố định, chúng thường tụ lại thành một "đám đông" vô định hình trước, sau đó mới diễn ra quá trình tái sắp xếp để tạo thành cấu trúc tinh thể trật tự cuối cùng. Chính quá trình hai bước này dẫn đến sự đa dạng về hình dạng và loại tinh thể quan sát được.

Trong quá trình thực hiện các thí nghiệm theo dõi cơ chế hai bước này, nghiên cứu sinh Shihao Zang đã tình cờ phát hiện một tinh thể hình que trông khác lạ.

Kiểm tra kỹ hơn dưới kính hiển vi, anh nhận thấy nó không chỉ có sự sắp xếp hạt khác biệt mà còn chứa các kênh rỗng chạy dọc theo chiều dài – một đặc điểm hết sức bất thường đối với tinh thể vốn thường đặc khít.

Sau khi đối chiếu với cơ sở dữ liệu gồm hơn một nghìn cấu trúc tinh thể tự nhiên mà không tìm thấy sự tương đồng, Zang đã tìm đến mô hình máy tính của Hocky. Các mô phỏng đã xác nhận đây thực sự là một cấu trúc tinh thể hoàn toàn mới.

"Chúng tôi rất ngạc nhiên vì cấu trúc này chưa từng được quan sát thấy trước đây," Giáo sư Sacanna chia sẻ.

Tinh thể mới được đặt tên khoa học là L3S4, nhưng trong các buổi thảo luận tại phòng thí nghiệm, cái tên "Zangenite" đã ra đời và được giữ lại để ghi nhận công lao của Shihao Zang.

"Chúng tôi dùng tinh thể keo để mô phỏng thế giới thực, nhưng không ngờ lại tìm ra một tinh thể không hề có trong tự nhiên," Zang bày tỏ sự ngạc nhiên.

Việc phát hiện ra Zangenite không chỉ là một khám phá khoa học thú vị mà còn mở ra những hướng đi mới. Cấu trúc rỗng độc đáo của nó gợi ý các ứng dụng tiềm năng trong lĩnh vực lọc, lưu trữ hoặc bao bọc các vật liệu khác.

Hơn nữa, nó cho thấy rằng có thể còn nhiều loại tinh thể mới lạ khác đang chờ được khám phá. Sự hiểu biết sâu sắc hơn về quá trình kết tinh phức tạp này cũng đóng vai trò quan trọng trong việc thiết kế và chế tạo các vật liệu tiên tiến trong tương lai, đặc biệt là các vật liệu quang tử ứng dụng trong công nghệ laser, cáp quang và năng lượng Mặt Trời.

Thông qua khoản vay 90 tỷ euro cho Ukraine: Bước tiến pháp lý lịch sử của EU
Thông qua khoản vay 90 tỷ euro cho Ukraine: Bước tiến pháp lý lịch sử của EU
(Ngày Nay) - Việc Liên minh châu Âu (EU) không đạt thoả thuận về “gói vay bồi thường chiến tranh” cho Ukraine, được lấy từ tài sản bị đóng băng của Nga, là một đòn giáng mạnh mẽ về chính trị đối với các cường quốc trong khối. Tuy nhiên, giải pháp thay thế được đưa ra vào phút chót vẫn có thể đáp ứng nhu cầu cấp bách của Kiev và đánh dấu một bước tiến pháp lý đáng chú ý.
Cuộc đời quân ngũ ngắn ngủi nhưng ý nghĩa của người lính khi gặp gỡ bao con người chân chính - Ảnh: Minh Khang
"Nếu anh còn được sống" trở lại Sân khấu Hồng Hạc
(Ngày Nay) -Tối 19/12, Sân khấu Hồng Hạc tái diễn vở kịch " Nếu anh còn được sống" (kịch bản: Việt Linh, đạo diễn: Việt Linh - Lê Chi Na). Vở diễn đánh dấu việc Sân khấu Hồng Hạc quyết định “an cư” tại điểm diễn mới là rạp Kim Châu (phường Bến Thành, TPHCM) cùng cột mốc 10 năm của Sân khấu Hồng Hạc.
Khánh thành Tổ hợp du lịch, nghỉ dưỡng và giải trí Crystal Holidays Harbour Vân Đồn
Khánh thành Tổ hợp du lịch, nghỉ dưỡng và giải trí Crystal Holidays Harbour Vân Đồn
(Ngày Nay) - Ngày 19/12/2025, trên cả nước sẽ có 237 dự án, công trình quy mô lớn, ý nghĩa chào mừng Đại hội Đại biểu toàn quốc lần thứ XIV của Đảngđồng loạt được khởi công, khánh thành. Trong đó, dự án Tổ hợp du lịch, nghỉ dưỡng và giải trí Crystal Holidays Harbour Vân Đồn do Công ty cổ phần Everland Vân Đồn (côn ty con của Tập đoàn Everland) làm chủ đầu tư sẽ khánh thành 02 Tòa tháp A và B.
Trải nghiệm mùa lễ hội cuối năm tại các không gian sống hàng hiệu của Masterise Homes
Trải nghiệm mùa lễ hội cuối năm tại các không gian sống hàng hiệu của Masterise Homes
(Ngày Nay) - Không chỉ dừng lại ở những góc trang trí rực rỡ hay các hoạt động mang tính thời điểm, mùa lễ hội tại các không gian sống hàng hiệu của Masterise Homes được kiến tạo như một hành trình trải nghiệm trọn vẹn. Ở đó, từng góc décor được chăm chút, từng hoạt động trở thành chất dẫn cảm xúc, để mỗi khoảnh khắc lễ hội đều lan tỏa sự ấm áp, nuôi dưỡng kết nối và phản chiếu phong cách sống hàng hiệu một cách tự nhiên, tinh tế và bền vững.