Teknik afslører, hvordan krystaller dannes på overflader

Forskere kan nu visualisere, hvordan krystaller dannes på overflader, ifølge en ny mikroskopiteknik. Holdet, ledet af forskere ved University of Twente i Holland, brugte en kombination af optisk og elektronmikroskopi til at fange hele krystallisationsprocessen i realtid. Teknikken har potentialet til at belyse de grundlæggende mekanismer, der ligger til grund for krystalvækst, som kan påvirke en række områder lige fra materialevidenskab til den farmaceutiske industri.

For at udføre deres observationer brugte holdet en substratoverflade af et metaloxid kaldet strontiumtitanat, som er kendt for dets evne til at danne krystalstrukturer. Derefter påførte de et tyndt lag væske indeholdende det materiale, der skulle krystalliseres, i dette tilfælde en opløsning af blychlorid. Ved hjælp af kombinationsmikroskopi-teknikken observerede de, hvordan opløsningsdråberne fordampede, og blykloridmolekylerne begyndte at reorganisere og samle sig til en krystalstruktur ved overfladen. Hele processen blev fanget med hidtil uset rumlig og tidsmæssig opløsning, der viser kernedannelsen, væksten og sammensmeltningen af ​​individuelle krystaller.

Denne nye tilgang giver forskere mulighed for direkte at observere og følge molekylers adfærd, når de samles i indviklede mønstre og strukturer. Sådan viden er afgørende for at forstå, hvordan krystaller dannes, styrer deres størrelse, form og egenskaber og i sidste ende skræddersy dem til specifikke anvendelser.

For eksempel er den farmaceutiske industri stærkt afhængig af krystallisering for at producere lægemidler i deres ønskede form. Det kan dog være en udfordring at kontrollere krystalliseringsprocessen, hvilket ofte resulterer i inkonsistente eller defekte krystaller, der påvirker lægemidlets ydeevne eller biotilgængelighed. Ved at bruge denne nye teknik kan forskere nu bedre forstå de faktorer, der påvirker krystalvækst, og modificere dem for at opnå de ønskede resultater.

Desuden har teknikken anvendelser ud over den farmaceutiske industri. Det kan også kaste lys over dannelsen af ​​krystaller i geologiske processer, elektroniske materialer og endda i biologiske systemer såsom dannelsen af ​​tænder og knogler.

Samlet set tilbyder denne nye mikroskopiteknik et kraftfuldt værktøj til at studere krystalliseringsfænomener på nanoskala og åbner døren til nye opdagelser inden for materialevidenskab og relaterede områder.