Диссертация

В настоящей работе, используя модульное обобщение кристаллографии, предложенное ранее Н.А. Бульенковым, рассмотрены различные возможные упорядоченные (в том числе апериодические) структуры из тетраэдрически координированных атомов и механизмы кооперативных переходов между ними. Обсуждается возможная реализация этих структур (1) в связанной воде в биосистемах и в поверхностном слое воды под ленгмюровским монослоем или на границе с газовой фазой; (2) в виде областей локального некристаллического порядка в аморфном алмазоподобном углероде, аморфных кремнии и кремнеземе, водном аморфном льду низкой плотности и т.д.; а также (3) в качестве осей геликоидов в волокнистых и пластинчатых природных и синтетических кристаллах алмаза, выросших по механизму нормального роста. Рассмотрены на атомном уровне структурные механизмы процесса кристаллизации сульфидов металлов на поверхности ленгмюровского монослоя, обращенной в водную субфазу, а также процесса образования ультратонких сеток вследствие полимеризации молекул ленгмюровского монослоя при поступлении в него из водной субфазы молекул отвердителя. Показана роль структурированного поверхностного слоя воды под ленгмюровским монослоем в этих процессах. Показана возможная роль напряженных структур связанной воды в запасании и последующей недиссипативной передаче энергии в биологических процессах. Предложены структурные механизмы, описывающие на атомном уровне кооперативный переход напряженной стержневой структуры связанной воды во фрагмент структуры льда Ih и переходы между кристаллическими фазами водного льда Ih—II и II→Ic; на этой основе объяснены наиболее интересные свойства указанных переходов. Рассмотрена возможная структура области локального некристал-лического порядка в аморфном теле из тетраэдрически координированных атомов и предложен механизм ее перехода в структуры типа сфалерита, вюрцита и их политипов. Построено обобщение этой структуры для аморфных элементарных полупроводников из элементов V или VI групп Периодической системы элементов Д.И. Менделеева и для аморфных металлов, принимающих в кристаллическом состоянии структуры плотнейших упаковок атомов. Рассмотрены структурные механизмы нормального роста природных и синтетических кристаллов алмаза волокнистого и пластинчатого строения.