Tinh thể quan trọng đến mức chúng ta đánh dấu sự phát triển của giống loài mình theo thời điểm ta đưa chúng vào sử dụng.

Thời Kỳ Đồ Đá bắt đầu khoảng ba triệu năm trước khi chúng ta bắt đầu chế tạo công cụ từ đá lửa (tạo thành từ các tinh thể thạch anh nhỏ). Thời Kỳ Đồ Đồng bắt đầu vào thời điểm sau năm 6000 TCN khi chúng ta học cách đúc nó: đồng thiếc, một hợp kim của đồng và các kim loại khác (thường là thiếc), cũng là một tinh thể.

Tinh thể đánh dấu sự phát triển của loài người. Ảnh: Alamy.

Mặc dù nghe có vẻ lạ khi một kim loại có thể là tinh thể, nhưng đây thực sự là quy luật chứ không phải ngoại lệ: hầu hết các kim loại đều là tinh thể.

Khi khả năng sử dụng lửa được cải thiện, chúng ta đã rèn các kim loại có nhiệt độ nóng chảy cao hơn, bước vào Thời Kỳ Đồ Sắt vào khoảng năm 1200 TCN khi bắt đầu chế tạo thép (một hợp kim kết tinh của sắt và carbon).

Mỗi nguyên tử trong tinh thể kim loại nhường một hoặc nhiều electron để tạo thành một vùng tích điện âm, gần giống với các tủ sách trong thư viện phép thuật cổ xưa tìm thấy sự hấp dẫn lẫn nhau bằng cách chia sẻ bản thảo của chúng. Điều này khiến kim loại dẫn điện và dẫn nhiệt tốt. Nguyên nhân chạm vào chúng thấy lạnh là do chúng mang hơi ấm khỏi tay bạn.

Các electron được chia sẻ đồng đều nghĩa là kim loại dễ dàng thay đổi hình dạng, khiến chúng trở nên dễ uốn (dễ dàng đập thành các hình dạng mới mà không bị vỡ) và dễ kéo sợi (dễ dàng kéo ra thành các dây kim loại).

Ngay từ ban đầu, các ứng dụng thực tế đã là trọng tâm trong mối quan hệ của chúng ta với tinh thể, và việc tìm hiểu về chúng đã hình thành nên một chương quan trọng trong quá khứ nguyên thủy của ngành vật lý vật chất ngưng tụ.

Ngày nay, chúng ta thường xuyên sử dụng "phép thuật" của chúng, từ đèn LED trong nhà và đường phố, đến màn hình tinh thể lỏng trên điện thoại và máy tính xách tay, cho đến diode laser được sử dụng để gửi thông tin liên lạc internet thông qua cáp quang. Ngành điện tử học được dựng nên từ các tinh thể ở dạng vi mạch silicon.