Первый в России «автоклав» для выращивания кристаллов установили в Новосибирске

Музейный комплекс для демонстрации образования минералов размещен в научно-образовательном центре «Эволюция Земли» в Новосибирском государственном университете.

В НОЦ «Эволюция Земли» НГУ появился новый экспонат, симулирующий образование кристаллов в лабораторных условиях. Он выполнен в стиле стимпанк и управляется с помощью мобильного приложения. Новый экспонат, специально спроектированный для НГУ, является единственным в своем роде в России. Он разработан и изготовлен при поддержке программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030».

— Идея создать такой экспонат возникла пару лет назад, раньше в музее стоял его прообраз. Он был открытым, и экскурсоводу приходилось самостоятельно засыпать шарики в октаэдр, да и шарики после экскурсий часто пропадали. Поэтому мы решили, что нам нужно усовершенствовать эту идею, — рассказала научный сотрудник НОЦ «Эволюция Земли» Ольга Хохрякова.

Сотрудники НОЦ «Эволюция Земли» придумали общий вид устройства и концепцию, первую визуализацию сделали с помощью искусственного интеллекта. В дальнейшем передали наработки макетчику-инженеру Дмитрию Каменеву.

— У меня давно была идея сделать установку в стиле стимпанк, я поговорил с инженерами, которые занимались разработкой нашего экспоната, им эта мысль понравилась. Они подошли к этой работе с энтузиазмом и даже с юмором: если разглядеть экспонат поближе, можно увидеть таблички, которые отсылают нас к произведениям братьев Стругацких и роману «12 стульев». В июне 2025 года команда начала работу над нашим проектом и сдала его в ноябре, — поделился историей создания экспоната заведующий НОЦ «Эволюция Земли» Александр Игольников.

Сотрудники музея продумали экспонат до мельчайших деталей. По форме и внешнему виду он напоминает автоклав для синтеза и выращивания кристаллов в лабораторных условиях. Внутри устройства симулируются природные процессы, приводящие к образованию минералов. Так, в нем размещена лава-лампа, символизирующая расплавленную материю, поступающую в «кристаллизатор». Теплый свет и характерные звуки бульканья наглядно передают процесс его работы, специальные «датчики» показывают изменения температуры и давления. Особенность экспоната – это управление им через специальное приложение. Экскурсовод может регулировать свет, звук и даже голоса. Так, кристаллизатор может воспроизводить фрагменты речей таких выдающихся ученых, как Михаил Алексеевич Лаврентьев и Альберт Эйнштейн.

Новый экспонат наглядно визуализирует расположение атомов в кристаллической решетке. Принцип действия следующий: конструкция выглядит как песочные часы, основная часть которых — полуоктаэдр, четырехгранная пирамида из оргстекла, в одном из полуоктаэдров расположены шарики. Когда экскурсовод вращает ручку экспоната, полуоктаэдр с шариками совершает поворот на 180 градусов. В результате шарики пересыпаются и заполняют второй полуоктаэдр, полностью занимая его объем. При этом шарики располагаются не хаотично, а строго закономерным образом.

Для каждого кристалла и каждого минерала характерен свой уникальный «рисунок» расположения частиц. Атомы в реальности, конечно, не имеют шарообразной формы и могут отличаться друг от друга, однако в данном экспонате они представлены для наглядности в виде шариков. Процесс можно повторять бесконечное число раз, и каждый раз шарики размещаются строго определенным образом, что соответствует расположению атомов в кристаллической решетке.

— В ходе работы над экспонатом возникали определенные трудности. Шарики, которые должны были пересыпаться в полуоктаэдр, оказались слишком тяжелыми, поэтому конструкцию пришлось дополнительно укреплять. Позже выяснилось, что при переворачивании наших «песочных часов» шарики закупоривают проход. Для решения этой проблемы добавили моторчики, которые перемешивают шарики и не дают им застревать. На самом деле в природе происходит ровно то же самое. Если раствор не перемешивать, в какой-то момент вещество, способное поступать к растущему кристаллу, исчерпывается и рост останавливается. Простой пример — сахар в чае: если его не размешивать, он не растворится полностью. Точно такие же процессы происходят и в минералообразующих средах, — рассказала Ольга Хохрякова.

Новый экспонат расположен в зале № 2 «Состав Земли и глубинные процессы» НОЦ «Эволюция Земли» и дополняет витрину, на которой показано устройство кристаллических решеток в разных минералах. Любой желающий может увидеть новинку своими глазами.