Кристаллы причудливой формы, симметричные структуры или хаотичные нагромождения крошечных гранул — все это элементы удивительных «микромиров», из которых состоят привычные нам вещи и материалы.
Рассмотреть эти чудеса можно только под электронным микроскопом. С его помощью изучают свойства веществ и металлов сотрудники «Уралэлектромеди» и научно-исследовательского центра Технического университета УГМК.
Вместе с ними мы подготовили для вас увлекательную подборку из объектов, сфотографированных при многократном увеличении. Будет интересно ⬇️
Медная гранула — идеальная сфера
Так выглядит под микроскопом одна из медных гранул, используемых для производства медного купороса — порошка, который активно используется в сельском хозяйстве. Им обрабатывают растения в качестве антисептика и добавляют в корм коровам и курам, чтобы нормализовать у них обмен веществ и работу кишечника.
У гранулы идеальная сферическая форма. Изначально она была абсолютно гладкой — рельеф образуется после ее помещения в серную кислоту, где она растворяется. Затем полученный раствор проходит еще несколько производственных этапов и в результате получается медный купорос.
Кристалл сульфата натрия — сложная геометрия
Это кристалл десятиводного сульфата натрия. Он формируется при взаимодействии серной кислоты и гидроксида натрия либо соды при переработке промышленных растворов.
Его также называют «глауберова соль» в честь немецкого химика, аптекаря и врача Иоганн Глаубера, открывшего это вещество.
В зависимости от температуры, кристаллы могут быть разной формы: плоские призмы-«снежинки», четырех- и шестигранные объемные призмы, иглы или восьмигранники, ограниченные восемью правильными треугольниками. Еще их называют октаэдрами — один из них вы видите на фото.
Глауберова соль используется в медицине, стекольном и содовом производстве.
Цинк — защитник металла
Толщина краски на кузовах российских и японских автомобилей около 100 микрон, а у европейских ближе к 150. Но для защиты от коррозии этого мало, поэтому кузова машин делают из оцинкованной стали. На этой фотографии можно рассмотреть все ее слои:
- серый слой слева — сталь;
- за ней идет слой с небольшим количеством пор и трещин, который называется дельта-фаза и обозначается одноименной греческой буквой «δ». Он в 1,6 раза тверже стали, содержит 90% цинка и 10% железа;
- следующий слой — дзета-фаза с обозначением «ζ». В его составе уже 95% цинка и 5% железа. По твердости он немного уступает предыдущему слою;
- крайний слой справа называют эта-фазой или «η». Он полностью цинковый и довольно мягкий. Его твердость в 2,3 раза меньше стали, толщина около 65 микрон.
Дендрит — в 10 раз тоньше человеческого волоса
Это не потоковый накопитель машины времени из культового фильма «Назад в будущее», а дендрит медного электролитического порошка с идеальной симметрией. К слову, «дендрит» в переводе с греческого значит «дерево».
Такую структуру исследователям удалось увидеть и заснять впервые, потому что подобные частицы образуются только в идеальных лабораторных условиях.
Длина каждого из трех лучиков дендрита всего 10 микрон. Для сравнения — средняя толщина человеческого волоса составляет 100 микрон. Бугристые образования на лучиках — это центры дальнейшего роста дендритной частицы.
Разветвленная форма делает медный порошок более активным в химических процессах, поэтому его проще наносить на поверхность изделий. Используется он для производства деталей в автомобильной и электронной промышленности.
Медный порошок — один в цвете
Мы уже показали вам дендрит, а теперь рассмотрим «раскрашенную» частицу медного порошка.
Наверняка вы уже заметили, что большинство фотографий в подборке черно-белые. Дело в том, что электронный микроскоп не может делать цветные изображения, сохраняя полноту и качество информации об объекте.
У микроскопа есть электронная пушка, генерирующая пучок электронов, и электромагнитные катушки, фокусирующие его. При съемке пучок электронов сканирует поверхность объекта точку за точкой, а и изображение «идет» следом — пиксель за пикселем.
При соприкасании электронов с поверхностью регистрируется множество ответных сигналов. Если сигнал слабый, то изображение будет темным, а если сильный, то светлым. Таким образом получается черно-белая фотография объекта.
В будущем «раскрашивать» снимки не придется. Не так давно специалисты научили микроскоп распознавать желтый, зеленый и красный цвета в биологических объектах.
Пишите в комментариях, какие удивительные вещи вам доводилось рассматривать под микроскопом, а если понравилась статья, то подписывайтесь на наш канал PRO ПРОМ.
Мы рассказываем о науке, заглядываем в заводские цеха и лаборатории, спускаемся в шахты и показываем нюансы производства меди, цинка, золота и других металлов.
Для подписки достаточно нажать большую оранжевую кнопку ниже, если читаете нас с телефона. Если же вы сидите в Дзене с компьютера, то кнопку можно найти под описанием канала 😉