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O segredo do sistema cristalino hexagonal: por que ele é mais surpreendente do que você pensa?
Na cristalografia, o sistema hexagonal é uma das seis principais famílias de cristais, e sua estrutura e propriedades complexas fascinam muitos pesquisadores. As propriedades únicas do sistema cristalino hexagonal fazem dele uma importante direção de pesquisa tanto em pesquisas científicas quanto em aplicações de engenharia. Este artigo explorará os conceitos básicos do sistema cristalino hexagonal, suas aplicações na estrutura e os segredos surpreendentes que ele esconde.
O sistema cristalino hexagonal inclui principalmente dois sistemas cristalinos: sistema hexagonal e sistema trigonal, o que confunde facilmente muitas pessoas.
Visão geral do sistema hexagonal
O sistema cristalino hexagonal consiste em dois sistemas cristalinos, a saber, o sistema hexagonal e o sistema trigonal. Ambos os sistemas cristalinos pertencem à família dos cristais hexagonais e têm sua própria simetria e estrutura de rede. Especificamente, o sistema hexagonal é caracterizado por um eixo de rotação sêxtuplo e abrange uma variedade de arranjos de elétrons e átomos.
Em contraste, o sistema cristalino trigonal é centrado em um único eixo de rotação triplo, o que torna as estruturas cristalinas dos dois significativamente diferentes. O sistema cristalino hexagonal é composto aproximadamente por 52 grupos espaciais, todos combinados com redes hexagonais ou romboédricas, proporcionando rica diversidade estrutural para pesquisa.
Sistemas de rede hexagonal e romboédrica
A estrutura do sistema cristalino hexagonal pode ser dividida em dois sistemas de rede: hexagonal e romboédrico. Cristais hexagonais são geralmente descritos como uma célula unitária prismática rômbica reta com dois eixos de base iguais (a e a) e um ângulo (γ) de 120° e uma altura (c, que é 1/2 de a). pode ser diferente) perpendicular ao eixo da base.
Em uma rede losango, a célula unitária de um cristal contém um arranjo especial de cristais que lhe confere uma simetria única.
Embalagem fechada hexagonal
Quando nos referimos ao empacotamento hexagonal fechado (hcp), ele é um dos dois tipos de empacotamento atômico de alta densidade, juntamente com o empacotamento cúbico fechado (fcc). Entretanto, o empacotamento hexagonal fechado não é uma rede de Bravais porque tem dois conjuntos desiguais de sítios de rede. Essa estrutura pode ser construída combinando a rede hexagonal de Bravais com um padrão de dois átomos.
As propriedades dessas estruturas multielementares tornam o sistema hexagonal de particular interesse na ciência dos materiais, especialmente para o estudo de semicondutores e outros materiais funcionais.
Múltiplas estruturas e aplicações
Muitos compostos químicos, como compostos binários, são baseados no sistema cristalino hexagonal, cuja estrutura é frequentemente vista como múltiplas sub-redes sobrepostas. Essas estruturas podem ser encontradas em muitos materiais comuns, como o cristal grosso e a estrutura de Watt-Hinter, uma forma cristalina de zinco. Essas estruturas são incrivelmente únicas e têm um papel insubstituível na concretização de tecnologias de ponta, como dispositivos fotovoltaicos e termoelétricos.
Potencial para pesquisas futurasAlém das aplicações conhecidas, a pesquisa sobre o sistema cristalino hexagonal ainda tem grande potencial a ser desenvolvido. Com o avanço da ciência e da tecnologia e o desenvolvimento da ciência dos materiais, os cientistas começaram a explorar como introduzir as características do sistema cristalino hexagonal em materiais artificiais, a fim de desenvolver novos tipos de materiais, que inevitavelmente desempenharão um papel importante em muitos campos científicos e tecnológicos modernos.
A estrutura da matéria não são apenas os elementos dos quais ela é feita, mas as novas possibilidades abertas pelo arranjo desses elementos.
Durante a exploração de todo o sistema cristalino hexagonal, o conhecimento estrutural profundo pode subverter nossa compreensão dos materiais e também pode abrir novas áreas de aplicação. Não podemos deixar de perguntar: o sistema de cristal hexagonal é realmente a chave para o futuro desenvolvimento tecnológico?
