Ученые Уральского федерального университета выяснили, почему снежинки и морозные узоры на стеклах никогда не бывают идеально симметричными. Специалисты проанализировали все известные экспериментальные данные по росту ледяных кристаллов за последние десятилетия, а их расчеты опубликовали в журнале Acta Materialia.
В результате физики пришли к выводу, что «идеальная геометрия» снежинки — лишь распространенное заблуждение. Главными «виновниками» асимметрии ученые назвали конвекцию и гравитацию.
Мы опровергли распространенное представление о том, что форма снежинка описывается правильной геометрической фигурой. Исследование показало, что форма кончика дендритного кристалла спереди может описываться параболой, но в целом снежинка имеет сложную, негладкую и несимметричную форму
На Земле перенос тепла и сила тяжести мешают кристаллу расти равномерно, делая его форму сложной, негладкой и несимметричной. В условиях микрогравитации, напротив, они растут в неподвижной среде и формируются, подчиняясь лишь внутренним законам кристаллизации.
Отмечается, что расчеты уральских физиков впервые объединили данные, полученные как на Земле, так и в космосе. Понимание точной формы кристаллов важно не только для науки, но и для промышленности. К примеру, те же механизмы определяют, как затвердевают металлические сплавы и где в них возникают опасные дефекты.
В перспективе ученые хотят расширить методологию на другие вещества и создать универсальную модель роста кристаллов.
Ранее Наука Mail сообщала, что уральские химики упростили создание полифункциональных материалов.
