गुफाओं में क्रिस्टल कैसे बनते हैं?

क्रिस्टल आकार और आकार की एक विस्तृत श्रृंखला में विकसित हो सकते हैं, केवल एक माइक्रोस्कोप के नीचे दिखाई देने वाले क्रिस्टल से लेकर विशेष परिस्थितियों में हजारों वर्षों में बने विशाल विशाल क्रिस्टल तक। क्रिस्टल चरणों की एक जटिल श्रृंखला के माध्यम से विकसित होते हैं, एक नाभिक के चारों ओर विकसित होते हैं, सामग्री इकट्ठा करते हैं और क्रिस्टल-अनुकूल वातावरण में जितने लंबे समय तक रहते हैं, उतने ही बड़े होते जाते हैं।

सभी क्रिस्टल दो प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप बनते हैं, जिन्हें "न्यूक्लिएशन" और "क्रिस्टल ग्रोथ" कहा जाता है, एक "सुपरसैचुरेटेड" लिक्विड सॉल्यूशन में (एक तरल जिसमें कुछ घुल जाता है; उदाहरण के लिए, नमक)। यह एक गुफा में होगा यदि यह इन तरल समाधानों में से एक के साथ एक लाख साल या उससे अधिक समय तक बाढ़ आ जाए। पहला चरण, न्यूक्लियेशन, तब होता है जब एक घोल में तैरने वाले अणुओं के समूह स्थिर समूहों में एक साथ चिपकना शुरू कर देते हैं। क्या अणुओं का एक समूह स्थिर हो जाता है, यह तापमान सहित समाधान के भीतर कई कारकों पर निर्भर करता है और क्या यह "सुपरसैचुरेटेड" है।

सुपरसैचुरेशन तब होता है जब घोल में घुलने वाली सामग्री से अधिक घुलने वाली सामग्री होती है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक कप कॉफी में चीनी मिलाना जारी रखते हैं, तो तरल अंततः "संतृप्त" हो जाएगा और अधिक चीनी को भंग करने में असमर्थ होगा। सुपरसैचुरेशन तब होगा जब आप कॉफी में कणों के तैरने तक और अधिक चीनी मिलाते हैं, घुलने में असमर्थ होते हैं।

न्यूक्लिएशन के दौरान जिस तरह से अणु आपस में चिपके रहते हैं, वह क्रिस्टल के अंतिम आकार को परिभाषित करने में भूमिका निभाता है। क्रिस्टल विकास तब होता है जब समाधान में स्थिर क्लस्टर महत्वपूर्ण आकार प्राप्त करते हैं (बिना विघटित हुए विकास जारी रखने के लिए क्रिस्टल अणुओं को न्यूनतम आयाम तक पहुंचना चाहिए)। न्यूक्लिएशन जारी रहता है क्योंकि क्रिस्टल की वृद्धि महत्वपूर्ण आकार से परे विकसित होती है और सुपरसेटेशन द्वारा संचालित होती है, जिससे अतिरिक्त अणु नए क्रिस्टल के नाभिक से चिपके रहते हैं। समाधान के भीतर की स्थितियों के आधार पर, न्यूक्लिएशन या क्रिस्टल की वृद्धि दूसरे पर प्रमुख हो सकती है और इसके परिणामस्वरूप विभिन्न आकार के क्रिस्टल हो सकते हैं। क्रिस्टल की वृद्धि या न्यूक्लिएशन तब तक जारी रहता है जब तक कि सुपरसेटेशन समाप्त नहीं हो जाता या गुफा पूरी तरह से सूख नहीं जाती।

कई अलग-अलग प्रकार के घोल में विभिन्न प्रकार के क्रिस्टल का उत्पादन करने की क्षमता होती है। उदाहरण के लिए, नमक के क्रिस्टल तब होते हैं जब नमक को पानी में घोलकर सुखाया जाता है, लेकिन घोल में घुलने वाली अन्य सामग्री में भी क्रिस्टल बनाने की क्षमता होती है। गैलियम और हैलाइट अन्य पदार्थ हैं जिन्हें क्रिस्टलीकृत करने के लिए जाना जाता है।

आप उबलते पानी में नमक डालकर सुपरसैचुरेटेड होने तक घर पर आसानी से नमक के क्रिस्टल बना सकते हैं। क्रिस्टल बनाने में मदद करने के लिए कार्डबोर्ड के एक टुकड़े का उपयोग करें; यह नमक के अणुओं को न्यूक्लियेट करने के लिए जगह प्रदान करके ऐसा करता है। सुपरसैचुरेटेड नमक के घोल को कार्डबोर्ड के साथ धूप में सूखने तक रखें। यह छोटे क्रिस्टल बनाने की अनुमति देगा।