Wyrusz w podróż do świata wiedzy

Pamięć kształtu, część 2

Poznanie struktury materiału pozwala nam go zrozumieć. Mówi o nim niemal wszystko, a także o jego możliwych zastosowaniach.

pamiec ksztaltu 4Doktor Maciej Zubko z Zakładu Badań Strukturalnych Instytutu Nauki o Materiałach Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach zajmuje się między innymi rozwiązywaniem struktury krystalicznej nanoobiektów. Bada wzajemne ułożenie atomów i ich otoczenia, przede wszystkim za pomocą badań dyfrakcyjnych. Zajmuje się różnymi materiałami i związkami.

Używa się do tego celu transmisyjnego mikroskopu elektronowego w zestawie z odpowiednią przystawką do precesji wiązki elektronowej. W Śląskim Międzyuczelnianym Centrum Edukacji i Badań Interdyscyplinarnych w Chorzowie znajduje się jeden z niewielu takich zestawów w Polsce. Metoda ta, zwana dyfrakcją elektronów, polega na oddziaływaniu równoległą wiązką elektronów na badany materiał i analizie wiązek przechodzących przez materiał. W ten sposób można określić położenie atomów budujących nonokryształy. Dzięki temu można się przyglądać budowie atomowej materiałów w skali niedostępnej żadnymi innymi metodami badawczymi. Dyfrakcja elektronowa z metodą precesji wiązki jest metodą stosunkowo nową i w Polsce do takich celów stosowana jest tylko w Instytucie Nauki o Materiałach.

Dla badania materiałów poznanie jego struktury krystalicznej jest informacją podstawową. Ciała krystaliczne są wszechobecne – większość metali wykazuje takie właściwości budowy. Budowę krystaliczną ma także lód oraz ceramiki. Analizę strukturalną stosuje się także w biologii. Dzięki określeniu budowy białek będących budulcem wirusów i bakterii łatwiej znaleźć zwalczające je lekarstwa.

pamiec ksztaltu3A przykłady materiałów niekrystalicznych? To na przykład szkło (tlenek krzemu), które jest amorficzne. Jego struktura jest nieuporządkowana, a nawet lekko się porusza! Jeśli przyjrzymy się bardzo starym szybom okiennym zaobserwujemy, że u góry są cieńsze, niż u dołu.

W Instytucie Nauki o Materiałach, mieszczącym się w chorzowskim SMCEBI, bada się nie tylko materiały w mikro- i nanoskali, ale także ich właściwości mechaniczne. Badania prowadzi się na różnych skalach – atomowej, krystalicznej, przygląda się także ich mikrostrukturze, która ma przełożenie na właściwości stosowanych materiałów. A to z kolei pomaga poznać ich możliwe zastosowania w przemyśle i gospodarce. Nieustannie też szuka się nowych materiałów, na przykład poprzez tworzenie nowych stopów, kompozytów oraz sposobów obróbki istniejących już materiałów.

Z laboratoriów korzystają także studenci kierunku Inżyniera Materiałowa, prowadzonego przez Instytut Nauki o Materiałach. Więcej informacji o tych studiach znajdziecie na stronach Wydziału.