假如沒有晶體，生活會變成什麽樣？

在古代，朱砂、雄黃、石青、石墨等礦物質顏料被廣泛應用，而這些用以著色的顏料幾乎都是晶體。它賦予我們多彩的衣裳、絢麗的畫卷、傳世的書法、美麗的瓷器、還有許許多多藝術瑰寶，到今天仍令人歎為觀止！

礦物質顏料的原材料多為天然晶體礦石，它們具有特殊的光澤，美麗的色相，在自然界中曆經數萬年或更長的時間演化形成。它們色性穩定、覆蓋力強、不易變色，這使得晶體在不經意間便承載了幾千年的人類文明，仿佛在我們與古人間架起了一座心靈的橋梁。

這就是晶體，美麗神秘卻又在生活中觸手可及、必不可少。

新娘手中的鑽石是晶體，媽媽喜愛的翡翠是晶體，廚房裏的糖和鹽是晶體，冬天飄灑的雪花也是晶體；我們使用的電腦、手機、鍾表離不開晶體，天上的飛機、衛星還有雷達同樣離不開晶體；現代文明中用途最為廣泛的金屬，絕大部分都是晶體。所以，沒有晶體，我們的生活將完全不同。它與我們的生活息息相關，但許多人對它知之甚少。

自然的饋贈

晶體是大自然的饋贈，它是大自然最傑出的藝術作品。古往今來，晶體一直被人們喜愛著，而且一些著名的晶體在浩瀚的史冊上留下鼎鼎大名。

比如家喻戶曉的和氏璧，它是中國曆史上最著名的美玉，圍繞著它，留下了完璧歸趙的傳奇典故。作為一種典型的晶體，玉向來被中國人所喜愛，中國的玉石文化源遠流長。人們開采、雕琢、品鑒、收藏、贈送，小小的晶體被賦予了厚重的文化積澱，也體現著中華民族含蓄而內斂的特征。

不同於中華民族，西方文明對璀璨的寶石情有獨鍾，包括藍寶石、紅寶石和祖母綠等，它們都是典型的晶體。比如英國國王權杖上麵鑲嵌的鑽石，名為“非洲之星”，這是世界上最大的鑽石。相傳，它是一個礦場工人在路邊的沙地中隨手拾來的。

規律的魅力

晶體是規律之美的代表。當我們用肉眼觀察晶體時，它已是如此漂亮，但你知道嗎，在顯微鏡下、在肉眼所不能觀察到的微觀世界裏，結晶的重複排列更是呈現著前所未有的壯麗之美。

墨西哥奈卡水晶洞穴是世界上最大的晶洞，它的美曆經數十萬年才能形成。在大自然的鬼斧神工下，在深深的地底，一個又一個晶瑩剔透的美麗世界悄然形成，直到被人類發現。如果說晶體的生長就像蓋房子，那麽它們的組成物質就是房子的磚塊，自然凝結的、不受外界幹擾而形成的晶體擁有整齊規則的幾何外形，呈現出一種獨特的自我規範性，這緣於晶體內部粒子嚴格的排列方式。

由於內部的排列十分規律，晶體結構更趨於穩定，使分子間的相互作用達到平衡。如果把晶體中任意一個原子沿某一方向平移一定距離，就必然能找到一個同樣的原子，這種嚴格的內部排列，使得晶體呈現出一種充滿魅力的幾何外形。

蔗糖結晶：一種複雜的十麵體結構；

單晶矽的立體晶格結構，半導體產業的核心材料，所有電子產品的芯片都離不開它；

祖母綠：作為世界四大名貴寶石之一，它的結晶體外形是六方柱結構的；

金剛石：也就是鑽石，碳的結晶體，自然形成的金剛石具有規則的正八麵體幾何外形；

食鹽是氯化鈉的結晶，人類生存的必需物質之一，烹飪中最常用的調味料，作為一種典型的晶體，它在自然狀態下呈現出幾乎一致的規則立方體。

規則、整齊、漂亮的微觀結構是晶體的顯著特性，玻璃與水晶同樣由二氧化矽組成，但玻璃在結構上並沒有呈現晶體的規則排列，內部原子是雜亂無章的，所以，玻璃雖然也能做的很漂亮，但它並不是晶體大家族中的一員，類似的非晶體物質還有珍珠、瀝青、橡膠、塑料等等。

天然的特點

天然的晶體結構都有著維持穩定的執著，這讓它們在自然界中卓爾不群。與一般物質遇熱後逐漸軟化的過程不同，晶體在受到高溫影響時，自身結構的空間點陣不會被立刻破壞，當溫度上升到晶體的熔點，它徹底忍受不住這樣的溫度時，會直接轉化為液態。所以，熔點也是判斷晶體與非晶體最重要的區別之一。

我們最常接觸到的晶體熔點變化便是冰與水，冰的熔點是零攝氏度，零攝氏度以上是水，零攝氏度以下就要開始結冰。這個小朋友們都知道的常識背後，體現著冰花與雪花在自然界作為晶體大家庭一員的身份。

蠟燭“流淚”的場景想必大家都見過，蠟燭熔化是隨著溫度升高而逐漸變軟的，過程中並沒有特定的熔點溫度，，這就是蠟燭非晶體的特征。我們身邊的物質，比如塑料、橡膠、瀝青，大家可以觀察一下，它們都屬於遇熱後逐漸熔化而沒有固定熔點的非晶體。

目前已知熔點最高的物質是鉿合金，熔點高達4215攝氏度，大家熟悉的鑽石需要3550攝氏度的高溫才能使它融化，金子熔點是1064攝氏度，而固態酒精的熔點是負117攝氏度，也就是說負117攝氏度以下的低溫才能讓酒精結冰。

美麗的期待

人類對晶體的利用可以追溯到4000年前的夏朝，那時的中國已經開始煮海為鹽了，而煉丹術則可以追溯到戰國時期，雖然古代的方士們從未實現長生不老的願望，但升煉銀朱卻成為人類最早從氣相中生長晶體的過程。我國明代宋應星所撰的《天工開物》及李時珍的《本草綱目》中都有相關的記載。

中科院上海光機所強激光材料重點實驗室的晶體生長平台，科研人員正在觀察晶體的生長情況。

人工晶體與自然條件下的晶體相比，它的生長是可控的，且純度相對來說更高。自然條件下的晶體是在高溫高壓、在極端條件下形成的，比如地震、火山噴發。但是人工晶體隻需要高純材料經過一個繁忙的混合燒結，然後在一個充滿保護性氣體的條件下融化，再進行生長。這種條件是可控的，生長周期更快。

人工晶體是我們對自然規律解讀後的再創造，要知道，自然界的晶體有的需要經曆上百萬年才能成形。雖然在人工調製的環境中其生長周期被極大的縮短，但這仍然是一個漫長的過程，仍然需要科研人員艱辛的付出和長久的期待。與古代追求長生的方士不同，揭開大自然瑰寶的秘密，讓晶體更好地服務於人類，是每一個人工晶體工作者共同的願望。

快樂的晶體

晶體是快樂的，不僅科研工作者對它關心備至，我們與它也始終是朋友。從投影儀、數碼相機、醫療設備再到飛機上的導航雷達、秘的激光武器，晶體正在扮演著越來越重要的角色。

單晶矽是高純度矽元素結晶體，是一種比較活潑的非金屬元素，是晶體材料的重要組成部分，是絕大部分電子設備中必不可少的芯片原材料。無論手機、電腦、無人駕駛、機器人、物聯網，皆是如此，可以說晶體技術的發展影響著電子設備的發展，影響著我們的數字生活。

晶體在醫療中有著廣泛的應用，能夠通過其對高能射線的探測反應，從而顯示人體各髒器的具體情況。通過計算機斷層顯像的方法顯示人體的主要器官的生理代謝功能，同時應用CT技術為這些核素分布情況進行精確定位；PET-CT（正電子發射計算機斷層顯像）的出現是醫學影像學的又一次革命，受到了醫學界的公認和廣泛關注，堪稱“現代醫學高科技之冠”。

在晶體的應用中，有一項前沿領域正讓我們的生活發生著巨大的變化，那就是各類激光晶體。現代社會，激光對科研、工業、醫療、通信、軍事等方麵都有著巨大的影響，而激光晶體正是激光產生的重要工作物質。

除了科研中的各類激光器，激光在我們現代社會中的應用極為廣泛，比如工業設備中的導光、加工、控製監測係統，在汽車車身、鋰電池、心髒起搏器等各種不允許焊接汙染和變形器件的激光焊接應用。還有計算機、電氣機殼、航天工業中使用的激光切割與打孔技術，以及臨床醫學上重要的激光診斷與各類激光醫療應用，比如激光治療心血管疾病、準分子激光角膜成形術、激光美容術、激光關節鏡手術、激光碎石術等等幾十種醫療應用。

晶體一直在為人類更好的生活而服務！

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