Kideverkostot

Kideverkostot ovat käsite, jota käytetään kristallografian, mineralogian ja materiaalitieteen yhteydessä kuvaamaan kiteisten rakenteiden verkottuneisuutta kiinteässä aineessa. Niillä viitataan siihen, miten yksittäiset kiteet tai rakeet liittyvät toisiinsa ja muodostavat laajemman, usein kolmiulotteisen verkoston. Kideverkostoja tarkastellaan sekä polykrystalline- eli rakeisissa materiaaleissa että intergrowth-kiteissä, joissa eri kiteytysvaiheet ovat kiinteästi yhteydessä toisiinsa.

Rakenteellisesti kideverkostot voidaan nähdä kiteiden välisenä yhteytenä ja ritilä- tai koordinaatiokaavojen verkostona. Silikaattimineraaleissa kideverkoston topologia selittää suurelta osin ominaisuuksia ja käyttäytymistä. Esimerkiksi silikaatit jaetaan tyypillisesti niiden kideverkoston mukaan: tectosilikaatit muodostavat kolmiulotteisen 3D-verkoston (esim. kvarts, feldspatit), inosilikaatit muodostavat 1D-ketjuja (pyroxeenit), phyllosilikaatit muodostavat 2D-arkkeja (mika, klino-dio) ja nesosilikaatit koostuvat erillisistä tetraedreistä. Näiden verkostotason erot vaikuttavat mekaanisiin, diffuosiivisiin ja lämpötilan ominaisuuksiin.

Tutkimuksessa kideverkostoja kartoitetaan röntgen- ja elektronimikroskopian sekä EBSD-tutkimuksen avulla, ja niiden yhteyksiä selitetään tietokonesimulaatioilla kuten molekyylidynaamisella simuloinnilla sekä tiukilla laskentamenetelmillä. Kideverkostojen tunteminen on olennaista materiaalin suunnittelussa ja käsittelyssä, sillä verkoston topologia vaikuttaa lujuuteen, kulutuskestävyyteen, diffuusiivisuuteen sekä moniin muihin ominaisuuksiin.

Kideverkostot ovat thus keskeinen käsite sekä perus- että soveltavassa kristallografiassa, ja niiden ymmärtäminen auttaa selittämään ja ohjaamaan kiinteiden aineiden käyttäytymistä. Etymologisesti termi koostuu sanoista kide (crystal) ja verkosto (network).