מהו גביש?
גביש הוא חומר מוצק, שהסידור האטומי בו חוזר באופן מחזורי הוא מורכב מיחידה בסיסית שחוזרת על עצמה באותו הסדר. ישנם חומרים חד גבישיים שגדלים באותו הכיוון וישנם חומרים רב גבישיים בהם החומר גדל בכיוונים שונים.
גידול גבישים הוא תחום העוסק בשלב העיקרי של התגבשות הגביש, ישנן שתי שיטות ליצירת גבישים: גיבוש מנתך, וגיבוש מתוך תמיסה.
גיבוש מנתך – ע”י התכת החומר הוא הופך ממוצק לנוזל, ואז מקררים באיטיות את החומר. המולקולות/האטומים/היונים שמרכיבים את הנוזל מתחילים לנוע יותר ויותר לאט במהלך הקירור מסתדרים בצורה של גביש.
גיבוש מתוך תמיסה – ממיסים את החומר שרוצים לגבש בתוך חומר אחר. למשל בתעשיית יצור המלח מאדים את המים מהים ובים המלח זהו תהליך טבעי, כאשר ריכוז המומס עולה התמיסה הופכת ל’רוויה’, והמומס מתחיל להתגבש מתוך התמיסה .
ייצור גבישים התחיל עוד בימי מלחמות הכוכבים בין האמריקאים והרוסים. גביש KTP (חד גביש הגדל בכיוון אחידשבנוי מאשלגן זרחן וטיטניום) יועד לשמש כהגנה של לוויינים מפני קרני לייזר. הגביש לא נשרף מהקרניים ולכן הוא יכול להגן על הלווין.
בעולם מגדלים סוגים רבים של גבישים שלא קיימים בטבע. כאשר כל גביש מתחיל מזרע של גביש שאותו מגדלים, זרע הגביש הוא פיסה של החומר הרצוי.
בזמן הגידול הגביש נמצא בתנאי טמפרטורה גבוהים שמונמכת בהתאם לגביש הרצוי באופן הדרגתי. בנוסף, זרע הגביש מסתובב וחלקו נשאר בתוך התמיסה וצובר את חומרי הגלם המתגבשים עליו.
כיום מגדלים גבישים לשימושים רפואיים וצבאיים והשימוש העיקרי של הגבישים הוא עם קרני לייזר.
כאשר קרן אינפרא אדום חודרת את הגביש היא נשלחת באורך גל מסוים. כאשר היא עוברת דרך הגביש היא נשברת ואורך הגל שלה מוכפל.
כתוצאה מהשינוי באורך, הקרן הופכת נראית לעין האנושית – אנחנו רואים את צבעה הירוק.
בזה נעשה שימוש במערכות יירוט של מטוסים ומסוקים נשלחת קרן לייזר כדי לעקוב אחר מטרה, כדי שהטייס יראה את הקרן היא עוברת בגביש .
בנוסף משתמשים בגבישים במכשירים רפואיים במערכות מדידה מדויקות ועבור ויזואליזציה בעזרת קרני לייזר .
ניסוי הגן הכימי :
בשנת 2003 על מעבורת החלל קולומביה האסטרונאוט הישראלי הראשון אילן רמון, החל לבצע ניסוי בשם הגן הכימי בתחנת החלל הבינלאומית.
מטרת הניסוי הייתה לחקור את המנגנון של גידול גבישים בחלל (הגבישים צומחים לכל הכיוונים) של תרכובות היוניות בתמיסת “מי-זכוכית” בסביבה של נפילה חופשית (ללא כוח משיכה).
הניסוי נערך במקביל גם על כדור הארץ (בתנאי כבידה) וגם בחלל. נמצאו הבדלים משמעותיים בין גידול הגבישים בחלל לבין גידולם על פני כדור הארץ.
במעבורת החלל כיוון הצמיחה היה שונה מאשר על פני כדור הארץ וגם זמן צמיחת הגבישים היה שונה בכדור הארץ הושלמה הצמיחה תוך שלושים דקות ואילו בחלל היא נמשכה יותר מעשרים וארבע שעות.
ואם הכתבה שכנעה אתכם לנסות ולגדל גבישים לבד ! תשמחו למצוא את הערכה הנפלאה שלנו בסדרת המדען המטורף :
מעבדת הקריסטלים בה תוכלו ליצור גבישים (קריסטלים) נוצצים תוצרת בית.
