Исследование условий роста кристаллов (презентация)

Цель проекта:

Изучение особенностей строения кристаллов, исследование условий роста кристаллов в природе и лабораторных условиях.

Задачи проекта:

Изучить в различных источниках информации особенности строения и роста кристаллических тел.

Рассмотреть примеры различных кристаллов, условия их образования и роста в природе.

Создать опытные лабораторные условия для процесса выращивания образцов кристаллов, получить насыщенный раствор и наблюдать кристаллизацию вещества, образование и рост кристаллов.

Получить образцы кристаллов, выращенных в лабораторных условиях. Изучить их свойства.

Проанализировать полученные результаты.

Характеристика проекта.

Выполненный проект характеризуется и классифицируется:

1. По характерной доминирующей в проекте деятельности: относится к творческому проекту с элементами исследовательской деятельности, имеющему практико-ориентированный прикладной характер.

2 По предметно-содержательной области: относится к межпредметному проекту на стыке знаний в области физики и химии.

3. По характеру контактов: проект выполнялся индивидуально, руководителем проекта являлся учитель по предмету, при проведении опроса привлекались ученики 10 и 11 классов.

4. По количеству участников проекта: индивидуальный проект.

5. По продолжительности проекта: средней продолжительности (в течение времени получения результатов эксперимента, далее сбор, анализ результатов, подготовка презентации)

6. По форме исполнения: лабораторные опыты и наблюдения, составление отчёта о работе в форме компьютерной презентации.

7. Продукты Проекта предназначены для использования: на уроках физики при изучении тем «Агрегатные состояния вещества», «Кристаллические тела», «Физика твёрдого тела», на уроках химии при изучении вопросов растворимости и кристаллизации вещества, во внеурочной деятельности.

Муниципальное общеобразовательное казённое учреждение «Владимировская средняя общеобразовательная школа Октябрьского района»

Исследовательский проект

« Исследование условий роста кристаллов» Выполнил: ученик 10 класса Агарков Владислав Руководитель: учитель физики Зотина Надежда Львовна

с. Владимировка

2015-2016 учебный год

Цель проекта:

Изучение особенностей строения кристаллов, исследование условий роста кристаллов в природе и лабораторных условиях.

Задачи проекта:

• Изучить в различных источниках информации особенности строения и роста кристаллических тел.
• Рассмотреть примеры различных кристаллов, условия их образования и роста в природе.
• Создать опытные лабораторные условия для процесса выращивания образцов кристаллов, получить насыщенный раствор и наблюдать кристаллизацию вещества, образование и рост кристаллов.
• Получить образцы кристаллов , выращенных в лабораторных условиях. Изучить их свойства.
• Проанализировать полученные результаты.

Гипотеза

• Предположим, что с помощью методов лабораторного выращивания кристаллов можно получить результаты в домашних условиях. При выращивании кристаллы разных веществ могут иметь разные структуры кристаллических решёток, разную форму и размеры.

Актуальность идеи создания Проекта:

• В необходимости привлечения внимания учащихся к предметам естественного цикла в рамках реализации ФГОС.
• Расширение ИКТ компетентности учащихся с учетом требований ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» при работе с прикладными программами и сетевыми ресурсами.
• В необходимости выявления творческих способностей, познавательного интереса учащихся при проведении практических исследовательских работ по физике.
• Развитие навыков анализа материала и полученных результатов исследования, классификации, систематизации информации.

Исследовательская деятельность в Проекте

Исследовательская деятельность в Проекте велась по нескольким направлениям:

• Лабораторные исследования, анализ полученных результатов.
• Опрос и анкетирование
• Изучение литературы и интернет-публикаций по изучаемой теме, сбор материала

Предмет исследований

• Теоретически: Особенности роста кристаллов разных веществ. Рассмотрение некоторых примеров жизни кристаллов, классификация, свойства.
• Практически: Процесс выращивания кристаллов в искусственно созданных условиях. Получение и анализ результатов.

Характеристика проекта Выполненный проект характеризуется и классифицируется:

• 1. По характерной доминирующей  в проекте деятельности: относится к творческому проекту с элементами исследовательской деятельности, имеющему практико-ориентированный прикладной характер.
• 2 По предметно-содержательной  области: относится к межпредметному проекту на стыке знаний в области физики и химии.
• 3. По характеру контактов: проект выполнялся индивидуально, руководителем проекта являлся учитель по предмету, при проведении опроса привлекались ученики 10 и 11 классов.
• 4. По количеству участников проекта: индивидуальный проект.
• 5. По продолжительности проекта:   средней продолжительности (в течение времени получения результатов эксперимента, далее сбор, анализ результатов, подготовка презентации)
• 6. По форме исполнения: лабораторные опыты и наблюдения, составление отчёта о работе в форме компьютерной презентации.
• 7. Продукты Проекта предназначены для использования: на уроках физики при изучении тем «Агрегатные состояния вещества», «Кристаллические тела», «Физика твёрдого тела», на уроках химии при изучении вопросов растворимости и кристаллизации вещества, во внеурочной деятельности.

Этапы выполнения проекта.

• Этап разработки проекта (подготовительный)

• определение форм работы над проектом;
• формулировка цели проекта;
• планирование деятельности;
• определение ресурсов.

  Этап реализации проекта

• проведение лабораторных исследований;
• получение и анализ результатов;
• сбор материала в печатных и сетевых ресурсах, подбор иллюстраций;
• опрос и анкетирование.

• Этап заключительный

• получение результатов лабораторных исследований как продукта исследования;
• оформление презентации по теме проекта;
• заключение, вывод по теме проекта;
• презентация.

Кристаллы встречаются человеку повсюду. Он ходит по кристаллам, строит из кристаллов, обрабатывает кристаллы на заводах, выращивает в лабораторных и заводских условиях, создает приборы и изделия из кристаллов, широко применяет в технике и науке, ест кристаллы, лечится ими, находит их в живых организмах, проникает в тайны строения кристаллов, выходит на просторы космических дорог с помощью приборов из кристаллов и выращивает кристаллы в космических лабораториях.

Вопрос о происхождении большинства минералов в природе, в том числе и кристаллов, тесно связан со сложной проблемой происхождения и развития Земли. Согласно одной из гипотез Земля образовалась путем объединения первоначально холодного вещества, имевшегося в солнечной системе в виде твердых частиц пыли. За счет выделения энергии при столкновении частиц, а также за счет ряда других источников энергии Земля должна была разогреться до 1000—2000° С.

При такой высокой температуре слои, близкие к поверхности и не сжатые давлением вышележащих слоев, должны были расплавиться. В этом расплавленном слое произошло разделение пород: менее плотные породы, типа гранитов, всплыли на поверхность, под ними расположился слой более плотных базальтов и еще ниже — породы, слагающие мантию. Газы, освободившиеся при расплавлении вещества верхнего слоя земного шара, образовали атмосферу Земли. При последующем остывании Земли расплавленные слои затвердели и образовали земную кору, пары воды после конденсации из атмосферы создали Мировой океан.

В популярной литературе встречаются гипотезы, по которым вся Земля представляет из себя подобие кристалла с упорядоченным расположением твердых пород в земной коре. Именно поэтому на поверхности Земли существуют особые геомагнитные зоны (Бермудский треугольник и ему подобные). Также существуют гипотезы, согласно которым сама Вселенная представляет из себя упорядоченную структуру и похожа на модель кристалла.

Кристаллы повсюду.

Они разнообразны, красивы, загадочны.

С древнейших времен кристаллы поражали человеческое воображение своим исключительным геометрическим совершенством. Наши предки видели в них творение ангелов или подземных духов. Первой попыткой научного объяснения формы кристаллов считается произведение Иоганна Кеплера «О шестиугольных снежинках» (1611 г). Кеплер высказал предположение, что форма снежинок (кристалликов льда) есть следствие особых расположений составляющих их частиц.

Кто из нас не любовался снежинками? Бесконечно разнообразны формы снежинок. Американский натуралист Бентлей больше 50-ти лет фотографировал снежинки под микроскопом. Составил атлас нескольких тысяч фотографий снежинок и все они различны, вы не найдете там ни одной одинаковой пары

Спустя три века после Кеплера было окончательно установлено, что специфические особенности кристаллов связаны с особым расположением атомов в пространстве, которые аналогичны узорам в калейдоскопах.

Все законы расположений атомов были выведены в 1891 году нашим замечательным соотечественником, родоначальником современной кристаллографии Е. С. Федоровым (1853-1919). Правильные формы кристаллических многогранников легко объясняются в рамках этих законов. И сами эти законы настолько красивы, что не раз служили основой для создания произведений искусства.

Особое место среди кристаллов занимают драгоценные камни, которые с древнейших времен привлекали внимание человека. Алмаз, рубин, сапфир, изумруд - самые дорогие и излюбленные камни. Драгоценные камни служили мерой богатства князей и императоров.

Кристаллы рубина, янтаря, сапфира.

В земле иногда находят камни такой формы, как будто их кто-то тщательно выпиливал, шлифовал, полировал. Это многогранники с плоскими и блестящими гранями. Трудно поверить, что такие идеальные многогранники образовались сами, без помощи человека. Такие камни с правильной, симметричной, многогранной формой и называют кристаллами.

кристалл горного хрусталя

кристалл изумруда

Кристаллы, залегающие в земле, бесконечно разнообразны. Размеры природных многогранников достигают подчас человеческого роста и более. Встречаются кристаллы - пласты в несколько метров толщиной. Бывают кристаллы маленькие, узкие и острые, как иголки, и бывают громадные, как колонны. В некоторых местностях Испании такие кристаллические колонны ставят, как столбы для ворот. В музее Горного института в Санкт-Петербурге хранится кристалл горного хрусталя высотой около метра и весом больше тонны, который много лет служил тумбой у ворот одного из домов Екатеринбурга .

кристалл берилла

Рассмотрим внимательно кристаллы разных веществ. Как их отличить друг от друга? По цвету? По блеску? Нет, это признаки ненадежные. К примеру, кристаллы кварца могут быть бесцветными, золотистыми, коричневыми, черными, сиреневыми, лиловыми. Разные названия, но минерал один и тот же, кварц, один из самых распространенных минералов на Земле, один из самых применяющихся в промышленности.

  В тоже время, например, прозрачными могут быть и кварц, и топаз и многие другие минералы. К тому же, у разных образцов одного и того же минерала цвета и оттенки могут быть совсем разными.

кристалл кварца

Приглядевшись к кристаллам внимательнее, нетрудно увидеть их особенность гораздо более характерную: кристаллы разных веществ отличаются друг от друга своими формами. Кубики кристаллов каменной соли не спутаешь со столбиками берилла или с табличками медного купороса.   Так что же, у каждого вещества есть своя характерная форма, по которой его можно узнавать? И да, и нет. Да, у каждого вещества формы кристаллов характерны. Однако формы кристаллов различных веществ могут быть очень похожими. А главное не в этом. Ведь не всегда кристалл вырастает многогранником- это удается ему лишь при благоприятных условиях, когда ничто не мешает ему при росте. Каков же самый характерный, самый основной признак кристалла? Ответ такой: самая характерная особенность кристалла - это его атомная структура, правильное симметричное, закономерное расположение атомов.

Как растут кристаллы?

Если сравнить рост кристаллов с постепенным ростом какого-нибудь сооружения из кирпичей, то оказывается в кристалле сначала достраивается ряд, потом вся плоскость и только потом начинается укладка новой плоскости. Кристалл растёт слоями: пока один слой не достроен, следующий строиться не начинает. Интересно, что если спилить углы у кристалла, то он «залечит свои раны» и снова примет свойственную данному веществу форму. Правда, абсолютно правильная форма кристалла представляет собой идеальный случай. В природных условиях такая форма обычно искажается (нарушается) из-за примесей и соседства других кристаллов.

Как же растут кристаллы в природе?

Застывание магмы – это процесс роста кристаллов из расплавов. Магма представляет собой смесь многих веществ. У всех этих веществ разные температуры кристаллизации, к тому же температура кристаллизации каждого вещества меняется в зависимости от того, в каких условиях находится магма в данный момент и от того, какие еще вещества находятся в ней. Поэтому при остывании и затвердевании магма разделяется на части: первыми в магме возникают и начинают расти кристаллы того вещества, у которого температура кристаллизации самая высокая. Чем медленнее застывает магма, тем больше успевают вырасти кристаллические зерна составляющих ее минералов. Поэтому при медленном застывании магмы образуются крупнозернистые горные породы, а при быстром - мелкозернистые; впрочем, величина кристалликов зависит еще и от многих других причин.

Соль

Обыкновенная столовая соль, хлористый натрий, без которого человек не может обойтись, представляет собой очень мелкие кристаллики, в земле же соль встречается иногда в виде очень больших кристаллов - так называемой каменной соли. Ломоносов в книге “О слоях земных” определяет: “Каменная соль есть чистая горная соль, хрусталю подобная”

Свыше пятисот лет назад древнерусские солевары научились извлекать соль из соляных источников. Вода в соленых источниках горько-соленая, в ней растворено много различных солей. Летом, когда под лучами палящего солнца вода озер быстро испаряется, из нее начинают выпадать кристаллы солей. Эти кристаллы плавают на поверхности озера и оседают на дне, на прибрежных камнях, на досках, на любом твердом предмете, попавшем в озеро. Даже рука, опущенная на несколько минут в озеро, покрывается тонким слоем соли. Сила кристаллизации соляных пластов столь велика, что, расширяясь, они выдавливаются из земли, становясь на ребро.

кристалл каменной соли

Накипь

Замечали ли вы , что на стенках чайников и кастрюль, в которых кипятят воду, осаждается так называемая накипь? Если соскоблить накипь и рассмотреть ее под микроскопом, то можно увидеть, что она представляет собой скопление очень мелких кристалликов. Они сидят на дне и стенках чайника так же, как кристаллы солей, осадившихся из вод озера, или как кристаллы минералов на стенках “хрустальных погребов”. Как же образуются кристаллы накипи? В природной воде почти всегда растворены какие-нибудь минеральные вещества; когда вода кипит и испаряется, они выделяются в виде кристаллов и оседают на стенках сосуда, образуя слой накипи. Чем больше посторонних веществ растворено в воде, тем толще слой накипи и тем быстрее он отлагается.

Накипь - явление вредное, а иногда и опасное. Всем известно, что чайник с толстым слоем накипи греется медленнее, чем новый чайник. Слой кристаллов на стенках парового котла мешает его работе. Накипь утолщает стенки, уменьшает полезный объем котла, повышает расход топлива. Теперь разработаны методы борьбы с накипью с помощью так называемых антинакипинов, которые в малом количестве добавляются к воде в котле. Характерным свойством антинакипинов является их способность обволакивать тончайшей пленкой мелкие кристаллические пылинки. Как ни тонка эта пленка, а расти кристаллику дальше она не дает. Вместо плотного слоя, покрывающего всю внутреннюю поверхность котла, на его дно оседает рыхлый осадок, удалить который не представляет труда.

Особенно интересна кристаллизация подземных вод в пещерах. Капля за каплей просачиваются воды и падают со сводов пещеры вниз. Каждая капля при этом частично испаряется и оставляет на потолке пещеры вещество, которое было в ней растворено. Так постепенно образуется на потолке пещеры маленький бугорок, вырастающий затем в сосульку. Эти сосульки сложены из кристалликов. Одна за другой капли мерно падают день за днем, год за годом, века за веками. Сосульки все вытягиваются и вытягиваются, а навстречу им начинают расти вверх такие же длинные столбы сосулек со дна пещеры.

Сталактиты и сталагмиты

Иногда сосульки, растущие сверху (сталактиты) и снизу (сталагмиты), встречаются, срастаются вместе и образуют колонны. Так возникают в подземных пещерах узорчатые, витые гирлянды, причудливые колоннады. Сказочно, необыкновенно красивы подземные чертоги, украшенные фантастическими нагромождениями сталактитов и сталагмитов, разделенные на арки решетками из сталактитов

Лёд

На сильном морозе “пар идет изо рта человека”. Это кристаллизуются белым инеем пары, выдыхаемые человеком. Ресницы, усы, бороды людей на морозе покрываются инеем: это - тоже налет снежных кристаллов. На крышке чайника или кастрюли можно увидеть, как пары воды, попадая на холодную поверхность, сгущаются в капли жидкой воды. Если же температура ниже нуля, то водяной пар, охлаждаясь, переходит не в жидкое, а сразу в твердое состояние, т.е. в кристаллики льда.

Облака на небе - это не что иное, как скопления таких ледяных кристалликов или же капель воды, образовавшихся из паров воды, поднимающихся с земли. Когда кристаллики замерзшей воды в облаках вырастают, они становятся тяжелее и в конце концов падают на землю: идет снег.

Кристаллики льда, причудливыми узорами которых мы любуемся в снежинках, могут в несколько минут погубить самолет. Обледенение – страшный враг самолетов - тоже результат роста кристаллов.

Желчные камни в печени, камни в почках и мочевом пузыре, мельчайшие отложения в сосудистой оболочке глаза, вызывающие серьезные заболевания человека, представляют собой кристаллы .

В клетках картофеля можно найти кристаллы белковых веществ, в некоторых водорослях- кристаллы гипса. И даже в простейшем животном организме – в амебе - имеются кристаллики щавелевокислого кальция.

Кораллы

Некоторые живые организмы представляют собой настоящие “фабрики” кристаллов. Кораллы, например, образуют целые острова, сложенные из микроскопических мелких кристалликов углекислой извести.

Жемчуг

Драгоценный камень жемчуг тоже построен из мелких кристаллов, которые вырабатывает моллюск жемчужница. Если в раковину жемчужницы попадает песчинка или камешек, то моллюск начинает откладывать перламутр вокруг пришельца. Слой за слоем нарастает на песчинке перламутр, образующий шарики жемчуга.

В Китае, где особенно развит жемчужный промысел, в раковины жемчужных моллюсков вкладывают жестяные изображения Будды, мелкие изделия из кости, металла; через несколько лет эти изделия покрываются слоем перламутра.

Методика выращивания кристаллов

в лабораторных условиях

Зачем же создают еще и искусственные кристаллы, если и так почти все твердые тела вокруг нас имеют кристаллическое строение?

Прежде всего затем, что природные кристаллы не всегда достаточно крупны, часто они не однородны, в них имеются нежелательные примеси. При искусственном выращивании можно получить кристаллы крупнее и чище, чем в природе.

Есть и такие кристаллы, которые в природе редки и ценятся дорого, а в технике очень нужны. Поэтому разработаны лабораторные и заводские методы выращивания кристаллов алмаза, кварца, корунда. В лабораториях выращивают большие кристаллы, необходимые для техники и науки, искусственные драгоценные камни, кристаллические материалы для точных приборов; там создают и те кристаллы, которые изучают кристаллографы, физики, химики, металловеды, минералоги, открывая в них новые замечательные явления и свойства. А самое главное - искусственно выращивая кристаллы, создают вещества, каких вообще нет в природе , множество новых веществ с нужными для техники свойствами, так сказать, кристаллов “по мерке”, или “на глаз”.

В лабораториях кристаллы выращивают из расплавов и растворов, из паров и из твердых веществ. Для этого есть много остроумных способов, сложных приборов и установок. Рост больших однородных и чистых кристаллов длится иногда долгие месяцы.

Выращивают кристаллы разными способами. Например, охлаждая насыщенный раствор.

С понижением температуры растворимость большинства веществ уменьшается, и они выпадают в осадок. Сначала в растворе и на стенках сосуда появляются крошечные кристаллы-зародыши. Когда охлаждение медленное, зародышей образуется немного, и постепенно они превращаются в красивые кристаллы правильной формы. При быстром охлаждении центров кристаллизации образуется много, сам процесс идет активнее, правильных кристаллов не получится: ведь множество быстро растущих кристаллов мешают друг другу.

Другой метод выращивания кристаллов - постепенное удаление воды из насыщенного раствора.

И в этом случае, чем медленнее удаляется вода, тем лучше получаются кристаллы. Можно оставить открытый сосуд с раствором при комнатной температуре на длительный срок - вода при этом будет испаряться медленно. Особенно, если сверху положить лист бумаги, который еще и защитит раствор от пыли. По мере испарения воды из открытого сосуда насыщенный раствор становится пересыщенным. И в нем начинают расти кристаллы. Растущий кристалл можно повесить на нити в насыщенный раствор или положить на дно сосуда.

Скорость выращивания кристаллов еще зависит и от количества соли в растворе. Раствор, в котором выращивают кристаллы, должен быть насыщенным. Когда кристаллический зародыш уже образовался и начинает расти, часть растворенного материала переходит их раствора на кристалл, и концентрация раствора вблизи кристалла падает, он становится ненасыщенным. Казалось бы, в этот момент рост кристалла должен прекратиться, но вещество из отдаленных участков раствора с более высокой концентрацией начинает поступать к граням кристалла, и процесс продолжается.

Задачи работы:

• Изучить информацию по данной теме и методику выращивания кристаллов.
• Приготовление насыщенных растворов.
• Изучение статей об образовании кристаллов, об их выращивании в искусственных условиях, проведение простейших опытов
• Изучение и анализ теоретического и лабораторного практического полученного материала.

Исследовательская работа велась в двух направлениях:

1. Наблюдение за испарением жидкости из насыщенного раствора поваренной соли с последующим образованием кристаллов.

2. Изучение кристаллов сахара, обнаруженных случайно, образовавшихся в перенасыщенном растворе в банке с вареньем.

Все полученные кристаллы были рассмотрены, измерены, сфотографированы.

Наблюдение за испарением жидкости из насыщенного раствора поваренной соли с последующим образованием кристаллов.

В качестве насыщенного раствора был приготовлен концентрированный раствор поваренной соли в воде горячей температуры. Для усиления центров конденсации в воду была помещена нить, закреплённая вертикально на поверхности стакана. В течение нескольких недель вода испарялась из раствора. Кристаллы соли в виде правильных одиночных и множественных многогранников оседали на нити и на дне ёмкости. После полного испарения жидкости все полученные кристаллы были собраны и изучены.

Размеры кристаллов поваренной соли

Изучение кристаллов сахара, образовавшихся в перенасыщенном сахарном сиропе.

В банке с вареньем, видимо, имевшим высокую концентрацию сахарного сиропа, были обнаружены крупные кристаллы сахара. Несколько из них были собраны для изучения. Кристаллы имели большие размеры и правильные гексагональные кристаллические решётки.

Все собранные для рассмотрения кристаллы сахара

Измерение крупных и мелких кристаллов

Самый большой кристалл

Самый большой обнаруженный кристалл имел размеры: длина — 3 см и ширина — 2 см.

Мелкие кристаллы имели размеры 3 — 6 мм

Определение веса кристаллов

Вес одного из маленьких кристаллов сахара — 100 мг

Вес самого крупного кристалла сахара — 8 г 20 мг

Вес всех кристаллов соли — 7 г 900 мг

Вес десяти самых крупных кристаллов соли — 620 мг. Следовательно, вес одного кристалла — примерно 62 мг.

Выводы:

• Для проведения опыта по выращиванию кристаллов был использован метод медленного испарения жидкости из концентрированного солевого раствора.
• Случайно обнаруженные крупные кристаллы получились благодаря кристаллизации вещества в перенасыщенном растворе.
• Образовавшиеся кристаллы имели чёткую кристаллическую решётку: кубическую для кристаллов поваренной соли (что соответствует модели кристалла соли), гексагональную для кристаллов сахара (что соответствует модели кристалла сахарозы и глюкозы).
• В ходе лабораторной работы были испробованы методы, описанные в научной и учебной литературе, полученные результаты соответствуют ожидаемым фактам.
• Проводимые опыты осуществили межпредметные связи физики (теория физики твердого тела) и химии (теория растворимости и кристаллизации вещества).

В заключение

• При изучении темы «Кристаллы» мной была обнаружена информация, ранее никогда мне встречавшаяся, и показавшаяся мне чрезвычайно интересной. Слышали ли вы когда-нибудь о двумерном веществе, т.е. веществе, представляющем собой плоскость. Существуют ли двумерные кристаллы? Опрос среди учащихся 10-11 классов (5 человек – 10 класс, 5 человек – 11 класс, итого – 10 человек )

Существуют ли , на ваш взгляд, двумерные кристаллы?

Как можно получить двумерные кристаллы?

«Нет» – 8 человек

Хотели бы вы изучить материал по этой теме?

«Никак» – 9 человек

«Затрудняюсь ответить» – 2 человека

«Да» – 10 человек

Считаете ли вы рассмотренный по данной теме материал интересным?

«Механически разъединить объёмный кристалл» – 1 человек

«Да» – 10 человек

В любом учебнике физики, в котором рассматривается тема агрегатных состояний вещества, можно встретить изображение кристалла графита. Графит, как и любое кристаллическое вещество, обладает свойством анизотропии, т.е. свойства кристалла в разных направлениях неодинаковы. Например, кристаллы очень сильно связаны между собой по горизонтали, и практически не связаны (или очень слабо) по вертикали. Что получится, если один слой отделить от вещества полностью?

Графен

Графен представляет собой кристаллическую плёнку углерода толщиной всего в один атом . В первую очередь он привлёк к себе внимание физиков как новый объект в физике твёрдого тела, который обладает уникальными электронными свойствами — электроны в нём подобны безмассовым релятивистским частицам и описываются законами квантовой электродинамики.

Графен

Графен был открыт в 2004 году исследовательской группой из университета города Манчестера под руководством российских учёных профессора Андрея Константиновича Гейма и Константина Сергеевича Новосёлова.

Их исследования в этой области в 2010 году были удостоены Нобелевской премии по физике.

Графен

Интерес к графену проснулся после открытия углеродных нанотрубок, поскольку вся первоначальная теория строилась на простой модели нанотрубки как развёртки цилиндра. Поэтому теория для графена в приложении к нанотрубкам хорошо проработана.

Графен

Оказалось, что графен обладает целой совокупностью интересных свойств, перспективных для различных приложений. Это высокая проводимость, прозрачность для света, способность к механическому растяжению.

Кроме того, графен и графеноподобные материалы химически инертны, имеют разветвлённую поверхность и максимальное отношение поверхности к объёму. Поэтому их перспективно использовать в газовых датчиках, в аккумуляторных батареях и суперконденсаторах.

Графен

Ещё одно важное свойство графена состоит в то, что его можно растягивать чуть ли не на 20%. Это поволит делать гибкую или изогнутую электронику и будет актуально для различных гаджетов. Для примера — представьте себе планшет, экран которого по команде сворачивается в трубку диаметром в пару сантиметров.

• Получить графен можно несколькими способами. Его получить можно даже в домашних условиях. Например, если вы попробуете снять с помощью полоски скотча слой графита, это будет почти графен.
• Лабораторные методы получения, конечно же, сложнее.
• Но исследования в этой области еще только в начале пути. И, конечно же они ещё не закончены.

Заключение

• В этой работе были рассмотрены вопросы об особенностях кристаллов, о том, как растут кристаллы в природе, и как их можно вырастить в лабораторных условиях, были использованы насыщенные растворы некоторых веществ и произведены наблюдения за их кристаллизацией. Была изучена литература и интернет-публикации по рассматриваемой теме, подобраны иллюстрации к теоретическому материалу, составлена презентация с использованием накопленной информации. Это оказало влияние на развитие практических навыков работы с информационно-коммуникативными технологиями.
• Результаты убедили в том, что кристаллы каждого вещества имеют свою скорость кристаллизации, свою форму . В ходе лабораторной работы были испробованы методы, описанные в научной и учебной литературе; полученные результаты соответствуют ожидаемым фактам.
• Проводимые опыты осуществили межпредметные связи физики (теория физики твердого тела) и химии (теория растворимости и кристаллизации вещества)
• Эта тема была очень интересна. Мир кристаллов оказался удивителен и разнообразен. В результате возникли и другие вопросы, которые требуют дальнейшего более глубокого изучения. Поэтому представляется интересным дальше заниматься изучением данной темы.

Список использованных ресурсов:

• https://ru.wikiversity.org/wiki/
• https://www.google.ru/
• https://ru.wikipedia.org/wiki /

• http://festival.1september.ru/articles/550928 /