Canxi magie cacbonat, công thức hóa học CaMg(CO3)2, chiếm khoảng 2% vỏ Trái đất , phải mất hàng trăm triệu năm mới hình thành trong tự nhiên.
Các nhà khoa học phải mất hai thế kỷ để tái tạo chúng trong phòng thí nghiệm. Các chuyên gia thậm chí còn đặt tên cho thử thách này là “Vấn đề Dolomite” , cho thấy những thách thức khoa học trong việc tái tạo khoáng chất trong môi trường phòng thí nghiệm.
Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Khoa học, là kết quả của sự hợp tác giữa Đại học Michigan (UM) và Đại học Hokkaido ở Sapporo, Nhật Bản, dường như đã giải quyết được câu hỏi hóc búa về địa chất này bằng cách tận dụng Công nghệ làm mềm và hòa tan các tinh thể không hoàn hảo bằng cách sử dụng một điện tử. chùm tia.
Dolomite thường được tìm thấy trong các loại đá có niên đại hơn 100 triệu năm.
“ Trước đây, những người muốn tạo ra những viên pha lê hoàn hảo luôn cố gắng làm theo một quy trình rất chậm. Tuy nhiên, lý thuyết của chúng tôi cho thấy rằng bạn có thể tạo ra chúng một cách nhanh chóng nếu các khuyết tật phát triển được loại bỏ định kỳ”, Wenhao Sun, nhà khoa học tại UM và là tác giả nghiên cứu cho biết. , cho biết trong thông cáo báo chí, “nếu chúng ta hiểu cách dolomite phát triển trong tự nhiên, chúng ta có thể tìm ra các chiến lược mới để thúc đẩy sự phát triển tinh thể của các vật liệu công nghệ ngày nay . vĩ đại”.
Dolomite thường được tìm thấy trong các loại đá có niên đại hơn 100 triệu năm, nghĩa là khoáng chất này phải mất một thời gian dài mới hình thành. Theo các nhà nghiên cứu, tốc độ tăng trưởng chậm này có thể là do sự hình thành cấu trúc tinh thể của dolomite.
Sự hình thành của khoáng chất này được tạo thành từ các hàng canxi và magiê xen kẽ. Trong môi trường nước, các nguyên tố này thường kết hợp ngẫu nhiên không đúng chỗ, từ đó ngăn cản việc hình thành dolomite. Trong khi Trái đất có sự kiên nhẫn gần như vô hạn đối với sự tăng trưởng chậm (chẳng hạn, chỉ có một lớp dolomite được tạo ra sau mỗi 10 triệu năm), con người có tuổi thọ tương đối ngắn. không phải như thế.
Để tìm cách đẩy nhanh quá trình tự nhiên, các nhà khoa học cần hiểu làm thế nào những khuyết tật này bám vào bề mặt dolomite. Theo một nhà nghiên cứu, thông thường, việc này sẽ mất hàng nghìn giờ siêu máy tính, nhưng phần mềm độc quyền của UM tận dụng một kỹ thuật mới để hoàn thành những mô phỏng này “chỉ trong 2 mili giây với máy tính” . để thảo luận”.
Nhà nghiên cứu cho biết thêm: “ Phần mềm của chúng tôi tính toán năng lượng cho một số cách sắp xếp nguyên tử, sau đó ngoại suy để dự đoán năng lượng cho những cách sắp xếp khác dựa trên tính đối xứng của cấu trúc tinh thể” . tác giả và đồng tác giả UM Brian Puchala, một trong những nhà phát triển chính của phần mềm cho biết.
Tiếp theo, các nhà khoa học đến từ Đại học Hokkaido đã dùng kính hiển vi điện tử bắn các electron để tách nước, tạo ra axit có thể khiến các tinh thể hòa tan. Mỗi mẫu dolomite được đặt trong dung dịch canxi/magiê và được chiếu chùm tia điện tử 4.000 lần trong hai giờ liên tục. Axit thu được sẽ hòa tan hiệu quả mọi khiếm khuyết và cho phép dolomite phát triển đến khoảng 100 nanomet. Điều này tương đương với khoảng 300 lớp dolomite, gấp 60 lần so với lượng dolomite từng được trồng trong phòng thí nghiệm trước đây.
Giải mã bí mật về sự phát triển của dolomite có thể giúp các nhà khoa học trong tương lai hiểu được quá trình địa chất của các khoáng chất khác, đặc biệt là những khoáng chất được sử dụng trong chất bán dẫn.
- Tại sao xương được làm từ canxi mà không phải hợp kim titan hay sợi carbon?
- Sống trong sợ hãi vì tìm thấy viên ngọc quý trị giá gần 7.000 tỷ đồng
- 12 loại đá quý hiếm nhất thế giới
