Mikrostruktura - Polski Serwis Naukowy

Ten artykuł dotyczy pojęcia z zakresu materiałoznawstwa. Zapoznaj się również z: mikrostruktura społeczna.

Mikrostruktura silkażelu (zdjęcie SEM)

Mikrostruktura - subtelna, nadcząsteczkowa struktura materii, występująca w wielu ciałach stałych, mieszaninach i ciekłych kryształach.

Ciało amorficzne, ciało bezpostaciowe – stan skupienia materii charakteryzujący się własnościami reologicznymi zbliżonymi do ciała krystalicznego, w którym nie występuje uporządkowanie dalekiego zasięgu. Ciało będące w stanie amorficznym jest ciałem stałym (tzn. nie może płynąć), ale tworzące je cząsteczki są ułożone w sposób dość chaotyczny, bardziej zbliżony do spotykanego w cieczach. Z tego powodu ciało takie często, choć błędnie, nazywa się stałą cieczą przechłodzoną. Jednak ciecz, w tym także ciecz przechłodzona, może płynąć, a ciało stałe utrzymuje swój kształt.

Silikażel, żel krzemionkowy - kserożel utworzony z uwodnionych cząstek krzemionki (czyli dwutlenku krzemu). Jego kształt, oraz - co ważne - porowata struktura, pozostają niezmienione nawet po całkowitym wysuszeniu tworząc olbrzymią powierzchnię, dzięki czemu silikażel posiada własności rozdzielcze i osuszające. Zastosowanie: chromatografia jako faza stacjonarna, środek osuszający, a także jako wypełniacz w przemyśle gumowym, oraz nośnik katalizatorów.

Mikrostruktura przejawia się w istnieniu domen różnych faz fizycznych, które mogą posiadać najróżniejsze kształty i między którymi występują wyraźnie granice fazowe. Często rozmiary domen są na tyle małe, że na pierwszy rzut oka substancje posiadające mikrostrukturę wydają się zupełnie "lite". Domeny te tworzą rodzaj "mozaiki", którą można obserwować i analizować przy pomocy np. metod mikroskopowych. Mikrostruktura ma bardzo silny wpływ na rozmaite własności fizyczne materiałów (mechaniczne, elektryczne, optyczne, reologicznie), które mają decydujący wpływ na ich praktyczną zastosowalność i dlatego stanowi przedmiot intensywnych badań.

Ciekłe kryształy – nazwa fazy pośredniej między ciekłym i krystalicznym stanem skupienia materii, którą charakteryzuje zdolność do płynięcia, charakterystyczna dla cieczy i jednocześnie dalekozasięgowe uporządkowanie tworzących ją cząsteczek, podobnie jak to ma miejsce w kryształach.

Tworzywa sztuczne – materiały składające się z polimerów syntetycznych (wytworzonych sztucznie przez człowieka i niewystępujących w naturze) lub zmodyfikowanych polimerów naturalnych oraz dodatków modyfikujących takich jak np. napełniacze proszkowe lub włókniste, stabilizatory termiczne, stabilizatory promieniowania UV, uniepalniacze, środki antystatyczne, środki spieniające, barwniki itp. Termin "tworzywa sztuczne" funkcjonuje obok niepoprawnych często stosowanych żargonowych określeń takich jak: plastik lub plastyk. Najbardziej poprawnym terminem obejmującym wszystkie materiały zawierające jako główny składnik polimer, bez rozróżniania, czy jest on pochodzenia sztucznego czy naturalnego, jest określenie "tworzywa polimerowe".

Olbrzymia większość materiałów z jakimi ma się do czynienia na co dzień posiada mniej lub bardziej złożoną mikrostrukturę. Np. w metalach występują domeny krystaliczne poprzedzialne domenami amorficznymi. Podobna sytuacja ma też miejsce w przypadku wielu tworzyw sztucznych, szkła i wielu minerałów. Szczególnie złożone i bardzo regularne mikrostruktury są obecne w wielu materiałach naturalnych takich jak drewno czy włókna naturalne.

Faza termodynamiczna - jednolita część układu fizycznego, oddzielona od innych powierzchniami międzyfazowymi, zwanymi granicami faz, na których zachodzi skokowa zmiana własności fizycznych lub chemicznych. Najprostszym przykładem zawsze odrębnych faz są jednorodne ciała będące w różnych stanach skupienia (np. woda i lód, woda i para wodna). Jednak oddzielne fazy mogą też istnieć w ciele pozostającym w jednym stanie skupienia. W fazach powierzchniowych atomy lub cząsteczki zaabsorbowane na powierzchni ciała stałego lub cieczy tworzą na niej jedną lub kilka warstw. Posiadają one większą reaktywnośc chemiczną. Przykładami faz powierzchniowych są detergenty na granicy faz ciecz-gaz (np.: piana) czy wodór na powierzchni katalizatora niklowego. I tak:

Optyka to dział fizyki, zajmujący się badaniem natury światła, prawami opisującymi jego emisję, rozchodzenie się, oddziaływanie z materią oraz pochłanianie przez materię. Optyka wypracowała specyficzne metody pierwotnie przeznaczone do badania światła widzialnego, stosowane obecnie także do badania rozchodzenia się innych zakresów promieniowania elektromagnetycznego - podczerwieni i ultrafioletu - zwane światłem niewidzialnym.

Mikrostruktura tworzy się z trzech zasadnicznych powodów:

niemieszalności składników tworzących materiał,

"zablokowania" przemian fazowych, w wyniku czego w tym samym materiale, nawet jednorodnym chemicznie, występują na raz dwie fazy fizyczne,

powstawania wiązań chemicznych (np. wiązanie wodorowe) między powierzchniami różnych składników

przy czym wszystkie te czynniki mogą mieć miejsce jednocześnie, w tym samym materiale.

Mikroskop (gr. μικρός mikros - "mały" i σκοπέω skopeo - "patrzę, obserwuję") – urządzenie służące do obserwacji małych obiektów, zwykle niewidocznych gołym okiem. Mikroskop pozwala spojrzeć w głąb mikroświata.

Minerał (fr. minéral, od celt. mina – kopalnia) – pierwiastek lub związek chemiczny będący normalnie ciałem krystalicznym, którego struktura ukształtowała się w wyniku procesów geologicznych. Do minerałów zalicza się także: