Όταν ένας κρύσταλλος σε απεριόριστο χώρο πώς συμβαίνει η ανάπτυξη;

Στον απεριόριστο χώρο, ένας κρύσταλλος αναπτύσσεται με την προσθήκη υλικού στην επιφάνεια του, μια διαδικασία γνωστή ως ανάπτυξη κρυστάλλων ή κρυστάλλωση. Το υλικό μπορεί να προστεθεί σε ένα κρύσταλλο από διάφορες πηγές, όπως:

- ατμός :Οι κρύσταλλοι μπορούν να αναπτυχθούν από τη φάση ατμών όταν η πίεση ατμών του υλικού υπερβαίνει την πίεση ατμών ισορροπίας του κρυστάλλου. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένα υλικό θερμαίνεται σε αρκετά υψηλή θερμοκρασία ή όταν ένας διαλύτης εξατμίζεται από ένα διάλυμα που περιέχει το υλικό.

- υγρό :Οι κρύσταλλοι μπορούν επίσης να αναπτυχθούν από μια υγρή φάση όταν η συγκέντρωση του υλικού στο υγρό υπερβαίνει τη συγκέντρωση ισορροπίας του υλικού στον κρύσταλλο. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένα υλικό διαλύεται σε έναν διαλύτη και στη συνέχεια ο διαλύτης εξατμίζεται αργά ή όταν ένα υλικό λιώνει και στη συνέχεια ψύχεται αργά.

- στερεό :Οι κρύσταλλοι μπορούν ακόμη και να αναπτυχθούν από μια στερεά φάση, αν και αυτή είναι μια πολύ πιο αργή διαδικασία από την ανάπτυξη από την ατμό ή την υγρή φάση. Αυτό μπορεί να συμβεί όταν ένα υλικό υποβάλλεται σε υψηλή πίεση ή όταν εκτίθεται σε ακτινοβολία.

Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις, το υλικό που προστίθεται στον κρύσταλλο πρέπει να είναι σε μορφή που μπορεί να ενσωματωθεί στο πλέγμα του κρυστάλλου. Για παράδειγμα, εάν ένας κρύσταλλος αναπτύσσεται από φάση ατμών, ο ατμός πρέπει να αποτελείται από μόρια ή άτομα που μπορούν να χωρέσουν στο πλέγμα του κρυστάλλου. Εάν ένας κρύσταλλος αναπτύσσεται από υγρή φάση, το υγρό πρέπει να περιέχει ιόντα ή μόρια που μπορούν να χωρέσουν στο πλέγμα του κρυστάλλου.

Μόλις το υλικό έχει προστεθεί στην επιφάνεια του κρύσταλλο, πρέπει στη συνέχεια να ρυθμιστεί στη σωστή δομή πλέγματος. Αυτό γίνεται από τη διαδικασία της αυτοσυναρμολόγησης, στην οποία τα υλικά άτομα ή τα μόρια οργανώνονται αυθόρμητα στη διαμόρφωση της χαμηλότερης ενέργειας. Αυτή η διαδικασία μπορεί να υποστηριχθεί από την παρουσία ελαττωμάτων στο πλέγμα του κρυστάλλου, το οποίο μπορεί να παρέχει θέσεις πυρήνωσης για την ανάπτυξη νέου υλικού.

Ο ρυθμός με τον οποίο αναπτύσσεται ένας κρύσταλλος εξαρτάται από έναν αριθμό παραγόντων, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της πίεσης και της συγκέντρωσης του υλικού στο περιβάλλον. Ο ρυθμός ανάπτυξης μπορεί επίσης να επηρεαστεί από την παρουσία ακαθαρσιών και άλλων ελαττωμάτων στο πλέγμα του κρυστάλλου.