Случайность
против
гладкости
Броуновское движение способствует тому, чтобы кристалл рос вверх, а не вширь.
«Science», 2010, т. 327, № 5964.
Д
ля микроэлектроники нужны гладкие пленки. Однако вырастить их непросто потому, что пленка изначально состоит из многих островков, которые соединяются друг с другом по мере роста. И надо постараться, чтобы осевшие на подложку зародыши росли именно вширь, а не вверх.
Считается, что кристалл предпочитает расти вверх, а не вширь, поскольку энергия частицы на его боковой грани, соприкасающейся с подложкой, оказывается выше, чем на верхней, свободной. Ученые из Корнелловского университета во главе с Итаи Когеном показали, что дело не в этом.
Они взяли коллоидный раствор из круглых частиц диоксида кремния. Эти частицы, подобно атомам, оседали на подложке и образовывали островки. Однако даже снижение силы связи между шариками оксида до ничтожных значений не позволило избавиться от вертикального роста отдельных островков. Расчет же показал, что во всем виновато броуновское движение: частица перемещается по поверхности случайным образом, причем вероятность достижения края и падения с него оказывается совсем небольшой. Вот так случайность вместо того, чтобы сглаживать всевозможные выросты, наоборот, способствует их развитию.
"ХиЖ" 2010 №2

Интересный факт: если из водорастворимого кристалла выточить шар и опустить его в воду, то в процессе растворения кристалл примет ту же форму, что и при росте его из водного раствора (например, куб, октаэдр, пирамида).

ИМХО, идеализЪм. На практике помешают градиенты концентраций, конвекция, еще что-нибудь.
А вот задачка про шарик из NaCl, помещенный в насыщенный рассол и в термостат, так что через некоторое время он превратился в кубик такой же массы - была на всероссийской или всесоюзной олимпиаде по химии в конце 80-х.

Определение равновесных форм кристаллов описано в книге
Б. Хонигман Рост и форма кристаллов
viewtopic.php?f=15&t=35&p=3559&hilit=%D0%A5%D0%BE%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%BC%D0%B0%D0%BD#p3559
Кроме равновесных форм есть еще формы растворения - конечно, они напоминают идеальные геометрические фигуры лишь отдаленно.

Читал про другой эксперимент - шарик из кристалла квасцов был помещён в сосуд с насыщенным раствором и периодически нагревался и охлаждался, что получилось думаю ясно.


Классическая форма для кристалла квасцов растущего на дне сосуда.

дигидрофосфат калия продаётся в любом магазине для садоводов, я месяц назад его покупал....

Подскажите пожалуйста, как можно вырастить кристаллы из поваренной соли? (Других реактивов, к сожаленью, нет... )
Или из каких "домашних" веществ это ещё возможно?

В домашних условиях есть в основном два варианта - медный купорос и поваренная соль.
В случае поваренной соли техника та же - щедро добавляем в воду соли больше, чем может раствориться, оставляем стакан на полдня, время от времени перемешиваем, фильтруем. К ниточке привязываем крупный кристаллик и опускаем его в раствор. Сверху стакан накрываем марлей. Кристаллы соли растут медленнее и вырастают не такими крупными по сравнению с кристаллами медного купороса, поэтому лучше купите в хозмаге медный купорос - (он находится в свободной продаже).

Воду брать кипечённую? И где лучше держать стакан? Кристаллик к ниточке привязать тогда, когда он образуется на дне стакана?

Лучше брать кипяченную воду, стакан держите просто в комнате (сначала лучше подальше от солнца), кристаллик выберите готовый - из пачки каменной соли. Если там кристаллики мелкие - растворите соль в 20-30 мл воды, налейте в крышечку и подождите, пока раствор высохнет. При этом образуются крупные кристаллики.

Сколько мл. воды нужно для растворения 50г купороса?

И у меня нет затравки, обязательна ли она? Если да, то как сделать?

Примерно 120-150 мл, но растворение не должно быть полным (вода берется в недостатке). Для выращивания кристалла желательно взять больше 200 гр медного купороса.


Затравка обязательна. Выберите крупный кристаллик (размером хотя бы пару мм) - это и будет затравка.
Если все кристаллы мелкие - растворите пару грамм купороса в воде и вылейте раствор в плоскую крышечку. Когда он упарится, останутся кристаллы для затравки.

А как затравку, которая пару мм. привязать к нитке?

С помощью обыкновенного узла.

Кристаллики начали образовываться на нитке, стоит ли их изымать из раствора, чтобы его помешать? Или не нужно перемешывать?

Поднимите затравку выше, чтобы кристаллики, которые на нитке, поменьше контактировали с раствором. Они мешают и снять их было бы неплохо, но может порваться нитка.

Обычно раствор не перемешивают.

Лучше не нитку, а волос, или гладкую синтетическую нить.

В таком случае затравки значительно чаще растворяются за счет колебания температур. Нитка, видимо, играет роль фитилька, по которому поднимается раствор (это облегчает испарение воды).

Неизбежное зло, но зато выше качество кристалла. Лично мне не нравятся любые включения в монокристалле, потому ращу на дне, хоть это и искажает форму.