IYCr2014: Τι μπορεί να κάνει η κρυσταλλογραφία για σένα
Ο σκοπός αυτού του σύντομου βίντεο είναι να μας γνωστοποιήσει πως το 2014 τιμούμε το Διεθνές Έτος της κρυσταλλογραφίας. Η κρυσταλλογραφία θεωρείται κλάδος της επιστήμης που ερευνά τη διάταξη της ατομικής ύλης. Μας ενημερώνει πως τα άτομα σχετίζονται μεταξύ τους για τον σχηματισμό μορίων ή εκτεταμένων δομών έτσι ώστε να γίνουν κατανοητές οι ιδιότητές τους και η υλική συμπεριφορά. Η κρυσταλλογραφία είναι επομένως ζωτικής σημασίας για τη χημεία, τη βιολογία, τη φυσική, την επιστήμη των υλικών, την ορυκτολογία και για άλλους κλάδους. Εξ’ ου και ο τίτλος του βίντεοIYCr2014: Τι μπορεί να κάνει η κρυσταλλογραφία για σας. Η δέσμευσή μας για το 2014 είναι να ενημερώσετε τον κόσμο για την τεράστια συμβολή που προσφέρει η κρυσταλλογραφία στην κοινωνία.
ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟΝ ΥΠΕΡΟΧΟ ΚΟΣΜΟ ΤΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ
Το βίντεο ξεκινάει έχοντας σαν θέα την πανέμορφη κοιλότητα του Pulpí της Αλμερίας κοντά στη νότια Ισπανία, τη μεγαλύτερη κοιλότητα της Ευρώπης. Οι τοίχοι του ωοειδούς σπηλαίου, που έχει διαστάσεις περίπου 8 x 2 x 2 μ., είναι επικαλυμμένα με τεράστιες διαφανείς γύψινους κρυστάλλους. Αυτά μοιάζουν με μεγάλα κομμάτια πάγου φέρνοντας στο μυαλό μας την ελληνική προέλευση της λέξης κρύσταλλο: ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΣ, που σημαίνει αρκετά δροσερό νερό. Το σπήλαιο είναι ένα θαυμάσιο παράδειγμα για τους θαυμαστές του κρυσταλλικού κόσμου.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΕΙΝΑΙ ΠΑΝΤΟΥ ΣΤΗΝ ΚΑΘΗΜΕΡΙΝΗ ΖΩΗ ΜΑΣ
Από την πρώτη στιγμή που ξυπνάμε, και με κάθε βήμα που κάνουμε, υπάρχουν κρύσταλλοι παντού γύρω μας. Βρίσκουμε κρυστάλλους στα συστατικά της οδοντόκρεμας μας, στους κόκκους ζάχαρης ή στον δομικό σχηματισμό ενός κελύφους, ελέγχοντας έτσι τις μηχανικές του ιδιότητες. Τα κρύσταλλα υπάρχουν επίσης στις οθόνες των ξυπνητηριών υπό τη μορφή υγρών κρυστάλλων, στα κινητά μας τηλέφωνα και στις οθόνες των υπολογιστών μας. Τα κρύσταλλα χρησιμοποιούνται επίσης στους καταλυτικούς μετατροπείς που βρίσκονται στα αυτοκίνητα, στο χιόνι που πέφτει έξω ή στα κατεψυγμένα τρόφιμα στον καταψύκτη μας. Τα κρύσταλλα είναι κυριολεκτικά παντού.
ΕΙΝΑΙ ΣΤΟ ΣΩΜΑ ΜΑΣ
Τα οστά μας καθώς και τα δόντια μας αποτελούνται από έναν τύπο κρυστάλλου που περιέχει φωσφορικό ασβέστιο, τον υδροξυαπατίτη, ο οποίος διαμορφώνει τον σκελετό μας και έτσι μας επιτρέπει να μένουμε όρθιοι. Οι μονοκρύσταλλοι του ασβεστίτη (ένα από τα πιο κοινά ορυκτά) τοποθετημένοι στο εσωτερικό του αυτιού μας ελέγχει την ισορροπία μας. Εμείς δεν πέφτουμε κάτω εξαιτίας των κρυστάλλων! Οι πρόοδοι στην επιστήμη της κρυσταλλογραφίας βοηθούν να παράγουν όχι μόνο τα βιοσυμβατικά υλικά που μιμούνται το μέγεθος και την υφή αυτών των κρυστάλλων υδροξυαπατίτη για καλύτερα προσθετικά μέλη, αλλά και νέα υλικά εμπνευσμένα από κρυσταλλικές δομές που αποτελούν μέρος των ζωντανών οργανισμών, όπως κελύφη σαλιγκαριών, κοράλλια ή μαργαριτάρια.
ΚΑΙ ΒΡΙΣΚΟΝΤΑΙ ΣΤΗΝ ΦΥΣΗ
Η μεγαλύτερη πλειοψηφία των ορυκτών που σχηματίζουν τους βράχους είναι κρύσταλλοι. Οι νιφάδες του χιονιού δεν είναι τίποτα άλλο πέρα από ένα κρυσταλλωμένο νερό. Σε πολλές περιπτώσεις, αυτά τα φυσικά μεταλλικά κρύσταλλα εμφανίζουν πανέμορφα πολυεδρικά σχήματα με αιχμηρές άκρες, τα οποία μας μιλούν για το εσωτερικό δομικό χαρακτηριστικό των κρυσταλλικών υλικών. Τα κοσμήματα και οι ημιπολύτιμοι λίθοι εμφανίζονται κυρίως σαν αποκρυσταλλωμένα ορυκτά μέσα στη φύση. Επιπλέον, η μελέτη των ιδιοτήτων των φυσικών κρυστάλλων βελτιώνει την εξόρυξη και την επεξεργασία στη σύγχρονη μεταλλευτική βιομηχανία.
ΕΙΝΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΣΗΜΑΝΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΑ ΝΕΑ ΥΛΙΚΑ
Η συντριπτική πλειοψηφία των σημερινών υλικών όπως οι ημιαγωγοί, οι υπεραγωγοί, τα ελαφρά κράματα, τα μη γραμμικά οπτικά στοιχεία και οι καταλύτες είναι κρυσταλλικά καθώς είναι υλικά που θα παίξουν καθοριστικό ρόλο στο μέλλον μας, για παράδειγμα τα quasicrystals και το γραφένιο.
ΚΑΙ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ
Οι νέες τεχνολογίες χρησιμοποιούν υγρούς κρυστάλλους στα ρολόγια και στα τηλέφωνα, κρύσταλλα στα λέιζερ, ημιαγωγούς στα ηλεκτρονικά εξαρτήματα των τσιπ και στις οθόνες τύπου led.
ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΜΕ ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΓΙΑ ΝΑ ΓΙΝΟΥΝ ΚΑΛΥΤΕΡΑ ΦΑΡΜΑΚΑ
Κάθε φάρμακο θα πρέπει να κρυσταλλώνεται για να εξασφαλιστεί η καθαρότητα του επιβεβαιώνοντας την φαρμακευτική λειτουργικότητά του και βελτιώνοντας την αποδοτικότητά της. Χάρη στην κρυσταλλογραφία υπάρχουν νέες μέθοδοι που μας επιτρέπουν να απεικονίσουμε τη χωρική διάταξη των ατόμων και των μορίων και να χρησιμοποιήσουμε αυτή τη γνώση για να καταλάβουμε τον τρόπο λειτουργίας των φαρμάκων και πώς μπορούν να βελτιωθούν.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΜΑΣ ΒΟΗΘΟΥΝ ΝΑ ΚΑΤΑΛΑΒΟΥΜΕ ΚΑΙ ΝΑ ΣΥΝΤΗΡΗΣΟΥΜΕ ΤΗΝ ΤΕΧΝΗ
Η συντήρηση των πολύτιμων έργων τέχνης αποτελεί ένα συνεχιζόμενο πρόβλημα, λόγω των υλικών που χρησιμοποιούνται. Οι σύγχρονες κρυσταλλογραφικές τεχνικές μας επιτρέπουν να εντοπίσουμε αυτά τα υλικά και να κατανοήσουμε τις αντιδράσεις που προκαλούν στο υλικό ανάλογα με την ηλικία που βρίσκεται χρονολογικά.
ΚΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΕΜΠΝΕΟΥΝ ΤΗΝ ΤΕΧΝΗ
Τα κρύσταλλα και οι κρυσταλλογραφικές θεωρίες διαδραματίζουν θεμελιώδη ρόλο στην τέχνη και στην ομορφιά. Για παράδειγμα, η περιοδική επανάληψη της ύλης που αποτελεί τους κρυστάλλους δημιουργεί πρότυπα τα οποία είναι παρόμοια με αυτά που βρέθηκαν στα ψηφιδωτά της Αλάμπρα που ακόμη και σήμερα βοηθά στην έμπνευση ενός νέου διακοσμητικού σχεδίου. Η ιδέα του κρυστάλλου και της κρυσταλλικής διάταξης και η λογική που βρίσκεται πίσω από αυτό πάντα προωθεί μια εκτίμηση απέναντι στην φυσική αρμονία και την ομορφιά της επιστήμης, η οποία φαίνεται καθαρά σε ορισμένα αντίτυπα του M.C Escher στην αρχιτεκτονική και τη φιλοσοφία. Hδογματική τέχνη και ο κυβισμός, καθώς και τα αρχιτεκτονικά όνειρα του Le Corbusier που μπορούμε να δούμε σήμερα στον ορίζοντα των πόλεών μας είναι εμπνευσμένα από τους κρυστάλλους.
ΌΜΟΡΦΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΧΡΗΣΙΜΟΠΟΙΟΥΝΤΑΙ ΩΣ ΚΟΣΜΗΜΑΤΑ
Όλοι γνωρίζουμε ότι οι πιο πολύτιμοι λίθοι είναι κρυσταλλικά, όπως τα διαμάντια, ρουμπίνια και σμαράγδια …
ΚΑΙ ΕΠΙΣΗΣ ΓΙΑ ΟΜΟΡΦΙΑ
… αλλά λίγοι άνθρωποι ξέρουν ότι η βιομηχανία καλλυντικών εκμεταλλεύεται τις ιδιότητες των κρυστάλλων: το χρώμα και η υφή εξαρτάται από το σχήμα και το μέγεθος της κρυσταλλικής φάσης που χρησιμοποιείται στην παρασκευή των προϊόντων ομορφιάς.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΜΑΣ ΤΑ ΚΑΛΥΤΕΡΑ ΦΑΓΗΤΑ
Είμαστε όλοι εξοικειωμένοι με τη ζάχαρη και το αλάτι όπου και τα δύο είναι κρύσταλλοι. Η ποιότητα και η γεύση του καφέ και της λευκής ζάχαρης εξαρτάται από τον τρόπο που κρυσταλλώνεται. Οι τιμές είναι διαφορετικές για το απλό επιτραπέζιο αλάτι, Maldon αλάτι ή «fleur de sel», επειδή κρυσταλλώνονται με διαφορετικούς τρόπους. Αλλά μπορείτε να εκπλαγείτε όταν μάθετε ότι η σοκολάτα περιέχει επίσης κρύσταλλα και ότι η ποιότητα της σοκολάτας εξαρτάται από το πώς αυτά τα λιπαρά κρυστάλλινα οξέα του κακάου θα αποκρυσταλλωθούν. Η γεύση και η ποιότητα του παγωτού εξαρτάται από το μέγεθος και το σχήμα των κρυστάλλων πάγου που περιέχει.
ΚΑΙ ΠΡΟΣΘΕΤΟΥΝ ΧΡΩΜΑ ΣΤΟ ΚΟΣΜΟ ΜΑΣ
Οι χρωστικές κρυσταλλικές ουσίες προσθέτουν χρώμα στη ζωή μας. Αλλά εκπληκτική είναι η παρεμβολή του φωτός με την κρυσταλλική δομή της χιτίνης και όχι οι χρωστικές ουσίες που δίνουν τα φτερά της πεταλούδας ή τα φτερά των πουλιών με το όμορφο χρώμα τους. Η εκμετάλλευση των λεγόμενων «δομικών χρωμάτων» μπορεί να διαδραματίσει έναν σημαντικό ρόλο στο μέλλον της βιομηχανίας σχεδιασμού.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΕΝΙΣΧΥΟΥΝ ΤΗΝ ΚΤΗΝΟΤΡΟΦΙΑ
Η κρυστάλλωση των λιπασμάτων, των βελτιωτικών του εδάφους και άλλα αγροχημικά πρέπει να πραγματοποιείται σε υψηλότερο βαθμό ακρίβειας τώρα που νέα μέτρα ποιοτικού ελέγχου είναι σε ισχύ.
ΚΑΙ ΔΩΣΤΕ ΣΕ ΜΑΣ ΤΗΝ ΠΡΑΣΙΝΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ
Τα ηλιακά φωτοβολταϊκά πάνελ χρησιμοποιούν κρυσταλλικό πυρίτιο για να μετατρέπουν το ηλιακό φως σε ηλεκτρική ενέργεια. Το μέλλον της ηλιακής ενέργειας εξαρτάται από την ανάπτυξη νέων ρυθμίσεων των κρυστάλλων σε ημιαγωγούς. Οι ζεόλιθοι, εξαιρετικά πορώδη κρυσταλλικά υλικά, χρησιμοποιούνται στην τελειοποίηση του πετρελαίου για να αποκτήσει καλύτερο και καθαρότερο καύσιμο.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΑΠΟ ΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ
Τα κρύσταλλα που σχηματίζουν κάποιους τύπους μετεωριτών περιέχουν πληροφορίες για την ιστορία των πρώιμων σταδίων του πλανήτη μας και του ηλιακού συστήματος.
ΚΑΙ ΣΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ
Αποκαλύπτοντας τη σύνθεση μεταλλικών στοιχείων του Άρη, της Σελήνης και του διαστήματος γίνεται το πρώτο βήμα για τη γνώση των μερών που μπορούν να προορίζονται για να εξερεύνηση και να ζωή. Τα σχετικά δεδομένα με την σύνθεση σε μεταλλικά στοιχεία είναι επίσης ζωτικής σημασίας για την απάντηση στο πανάρχαιο ερώτημα: υπάρχει ζωή σε άλλους πλανήτες; Η κρυσταλλογραφία προωθεί την τεχνολογία για να χαρακτηρίσει τη σύνθεση σε μεταλλικά στοιχεία και να μοιραστεί μερικά από τα μυστικά των άλλων πλανητών και ηλιακών συστημάτων.
ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΚΑΤΑΝΟΗΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ
Αυτή τη στιγμή δεν έχουμε μικροσκόπια αρκετά ισχυρά ώστε να παρατηρούνται οι προσωπικές δομές των υλικών. Χάρη στις εξελίξεις σχετικά με τη θεωρία της περίθλασης και την ικανότητα να κρυσταλλώνει μεγάλα και σύνθετα βιολογικά μακρομορία, οι κρυσταλλογράφοι είναι σε θέση να αποκαλύψουν την ατομική δομή των νουκλεϊκών οξέων και των πρωτεϊνών. Επομένως είμαστε σε θέση να κατανοήσουμε τις σχέσεις μεταξύ των ατομικών δομών και της βιοχημικής λειτουργίας αυτών των βασικών μορίων, δηλαδή το πώς λειτουργεί η ζωή στο μοριακό επίπεδο.
ΤΑ ΚΡΥΣΤΑΛΛΑ ΣΩΖΟΥΝ ΖΩΕΣ
Χάρη σε αυτές τις κρυσταλλογραφικές μεθόδους, οι κρυσταλλογράφοι έχουν αποκαλύψει την ελικοειδή δομή του DNA, πώς δηλαδή η αιμοσφαιρίνη μεταφέρει οξυγόνο και πώς λειτουργεί η ορμόνη της ινσουλίνης. Και είναι η κρυσταλλογραφία και οι κρυσταλλογραφικές τεχνικές που έχουν ρίξει φως στη δομή της πρωτεΐνης-στόχου που εμπλέκονται στο AIDS.
ΕΤΟΙΜΑΣΤΕΙΤΕ ΝΑ ΜΕΙΝΕΤΕ ΕΚΠΛΗΚΤΟΙ. ΑΝΑΚΑΛΥΨΤΕ ΤΙ ΜΠΟΡΕΙ ΝΑ ΚΑΝΕΙ Η ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑ ΓΙΑ ΕΣΑΣ
ΚΑΛΩΣ ΗΛΘΑΤΕ ΣΤΟΝ ΣΥΝΑΡΠΑΣΤΙΚΟ ΚΟΣΜΟ ΤΩΝ ΚΡΥΣΤΑΛΛΩΝ
Το βίντεο τελειώνει με ένα animation που χαρακτηρίζει τις δύο μεγάλες ανακαλύψεις στις οποίες η κρυσταλλογραφία χτιστηκε. Η πρώτη ανακάλυψη, τον 19ο αιώνα, είναι ένας κρύσταλλος που αποτελείται από την περιοδική διάταξη των μονάδων της ύλης (είτε άτομα, μόρια ή μακρομόρια) και ότι, ως αποτέλεσμα αυτής της εσωτερικής περιοδικής σειρά, οι κρύσταλλοι εμφανίζουν εξωτερικά πολυεδρικά σχήματα με ακριβής συμμετρία. Η δεύτερη ανακάλυψη-ορόσημο για τα πρώτα χρόνια του 20ου αιώνα, είναι ότι η αλληλεπίδραση των κρυστάλλων με μια δέσμη ακτίνων Χ παράγει πρότυπα διάθλασης που περιέχουν πολύτιμες πληροφορίες για την εσωτερική δομή των κρυστάλλων. Οι κρυσταλλογράφοι ήταν σε θέση να αναπτύξουν θεωρητικά και πειραματικά εργαλεία για να αποδομήσουν αυτά τα σύνολα των κηλίδων και να τις μετατρέψουν στις εικόνες των ατόμων και των μορίων από πολλούς τύπους υλικών, από το κοινό επιτραπέζιο αλάτι ή τα θεραπευτικά φάρμακα για τα πολύπλοκα συστατικά της ζωής: νουκλεϊκά οξέα, ιοί και πρωτεΐνες. Και με εκείνη την κρίσιμη πληροφορία, κρίσιμα βήματα προόδου στον τομέα της ιατρικής, στα κατασκευαστικά υλικά, στη χημεία, στη γεωλογία και στην φαρμακολογία συνέβαλαν και συνεχίζουν να βελτιώνουν την κοινωνική πρόνοια. Δεν υπάρχει αμφιβολία από τότε ότι η Επιτροπή Νόμπελ απένειμε στην πειθαρχία 28 βραβεία Νόμπελ.
ΚΑΛΩΣ ΗΡΘΑΤΕ ΣΤΟ ΔΙΕΘΝΕΣ ΕΤΟΣ ΤΗΣ ΚΡΥΣΤΑΛΛΟΓΡΑΦΙΑΣ (IYCR2014)
Υπεύθυνη προγράμματος για την εκπαίδευση η κ Ιουλία Ελευθεριάδου Αρχιτέκτων Msc-του *Σπηλαιολογικού συλλόγου Μαύρος Βράχος*του Θάνου Παπαγεωργίου .Πληροφορικός, Στέλλα Παπούλια Φιλλόλογος, μέλος των Νέων για UNESCO
- See more at: http://www.serresforunesco.org/#sthash.URfT1rbB.dpuf
