إن ذرات المواد الصلبة تنظم ترتيبها لتحتل مواقع نقاط الشبكة البلورية مكونة في هذا بلورات أحادية ذات أشكال هندسية محددة. وتلك البلورات الأحادية تتجمع بعضها مع بعض بانتظام مكونة بناء بلوريا أكبر، كما هو موضح في الشكل (3–1) الذي يُمثل الحالة المثلى من الترتيب الذري في الشبكة البلورية للمادة. وتجدر الإشارة هنا إلى أنه ليس بالضرورة أن يؤدي الانحراف عن المثالية في الترتيب الذري للبلورات إلى فقدان المادة خواصها، بل العكس هو الصحيح والغالب في معظم الأحيان، إن تقنيات تكنولوجيا النانو تعمد إلى خلق العديد من العيوب داخل بلورات المادة من أجل الحصول على مواد مختلفة الصفات لتميزها عن نظيرتها من المواد التقليدية.

وإذا ما فحصنا السطح المصقول لأي مادة صلبة بواسطة الميكروسكوب الضوئي بتكبير بسيط فسوف تظهر لنا حبيبات Grains متجاورة تفصل بينها خطوط متعرجة تعرف باسم حدود الحبيبة Grain Boundary كما هو مبين في الشكل (3–4 «أ»). وإذا ما فحصنا العينة نفسها تحت الميكروسكوب الإلكتروني عالي التكبير والدقة فسوف نتبين تفاصيل التركيب الداخلي للحبيبات لنكتشف أنه يتألف من تجمع من الذرات يخضع لترتيب معين وثابت الشكل (3–4 «ب»). وتختلف أبعاد حبيبات المواد التقليدية كبيرة الحبيبات فتتفاوت في مقاييسها من بضعة مايكرومترات إلى عشرات أو مئات من المايكرومترات. هذا بالإضافة إلى أن اتجاهات الترتيب الذري بكل حبيبة تختلف عن الحبيبة المجاورة، مما يعني وجود اختلاف ملموس في صفاتها وخواصها يتفاوت من حبيبة إلى أخرى.

الشكل (3–4): (أ) صورة مجهرية أخذت بالميكروسكوب الضوئي لعينة من سبيكة فلزية ⁽¹³⁾ توضح تفاصيل تركيب البنية الداخلية للعينة المؤلفة من عدة حبيبات تفصل بينها خطوط يطلق عليها اسم حدود الحبيبات. ويوضح الشكل (ب) رسما تخطيطيا يبين تفاصيل التركيب الداخلي للحبيبات واتجاه ترتيب الذرات بكل حبيبة على حدة ⁽¹¹⁾.

_______________________________

هوامش

(11) من أرشيف النتائج البحثية لمؤلف هذا الكتاب التي لم تُنشر بعد.

(13) M. Sherif. El–Eskandarany, J. of Alloys Comp. Vol. 391 (2005) pp. 228–235.