Ученые кафедры кристаллографии СПбГУ во время экспедиции на Камчатку нашли сходу три неповторимых минерала, которые благодаря своим свойствам будут нужны в разных сферах сверхтехнологичной индустрии: от микроэлектроники до сотворения квантовых компов. Окрестили находки в честь коренных народов полуострова: ительменит, корякит и алеутит. Результаты крайнего из этих исследовательских работ размещены в научном журнальчике Mineralogical Magazine.
Крайние 6 лет научная группа под управлением доктора СПбГУ Олега Сийдры изучает фумаролы вулкана Толбачик — маленькие трещинкы и отверстия, по которым поднимаются струи жарких паров и газов, выделяющихся из магмы. Такие геологические объекты различаются богатым минералогическим многообразием.
Опосля каждой поездки ученые ворачиваются с полевым материалом, исследование которого приводит к необычным открытиям. Не стали исключением и три новейших минерала — их кристаллическая структура и характеристики не имеют даже близких аналогов посреди синтетических соединений либо узнаваемых групп минеральных видов. Так ительменит и корякит содержат в составе сульфатный анион, а алеутит сходу два негативно заряженных иона — арсенатный и ванадатный.
В состав сложного ванадат-арсената алеутита входят сразу 13 хим частей. В его структуре необыкновенные комплексы с медью сформировывают фрагменты из сеток Кагомэ. Такие структурные элементы, отмечает управляющий исследования, доктор СПбГУ Олег Сийдра, показывают весьма достойные внимания магнитные характеристики. Научная группа уже показывала это на примере не так давно открытого учеными минерала докучаевита.
«Не считая того, алеутит относится к весьма увлекательному классу веществ, всераспространенных посреди синтетических соединений, но редчайших для минералов: так именуемых солей включения (salt-inclusion solids).
В широких каналах алеутита размещается значимый диапазон частей в виде электронейтральных хлоридных комплексов с одновалентной медью, калием, свинцом, рубидием и цезием. Установленная кристаллическая структура указывает, что алеутит из-за образования фрустрированных комплексов с медью должен проявлять характеристики спиновой квантовой воды. В теории внедрение таковых магнитных параметров поможет сделать защищенный от ошибок квантовый комп», — объяснил Олег Сийдра.
Структура ительменита представляет собой новейший тип каркасной постройки из атомов серы, магния и меди. Из-за поразительной схожести архитектуры кристаллической постройки минерала и обычных орнаментов на одеждах ительменов ученые решили именовать находку в честь этого коренного народа Камчатки.
«В каркасе структуры ительменита находятся каналы, в которых размещаются атомы натрия. Синтетические соединения похожего состава и с схожим принципом организации кристаллической структуры употребляются в качестве натрий-ионных батареек и аккумов. Разработка и получение новейших действенных батарей являются одними из более принципиальных задач современной сверхтехнологичной индустрии во всех странах мира», — отметил Олег Сийдра.
Смотрите такжеНовости вузов Рф
Ученые СПбГУ посодействуют защитить сельскохозяйственные культуры от вредных грибов
23.07.2020Анонсы вузов Рф
Ученые СПбГУ перечли всех крохотных улиток Арктики
21.07.2020
Корякит, нареченный в честь другого народа полуострова — коряков, необычен не лишь для минералов. Безводные сульфаты переходных металлов редки в минеральном мире и образуются фактически только на фумаролах работающих вулканов либо в местах, где происходят природные угольные пожары.
Кристаллическая структура корякита относится также к одному из более изучаемых материалов современности — НАСИКОНам (от англ. NASICON — Na Super Ionic CONductor), посреди которых природных минералов очень не много. Эти соединения также интенсивно употребляются при производстве батареек и аккумов. Посреди синтетических материалов понятно наиболее сотки НАСИКОНов, но конкретно таковой состав, как у камчатской находки, ранее никогда не встречался.
В итоге высокотемпературных действий и роста кристаллов из газа на фумаролах кристаллическая структура корякита вышла весьма необыкновенной. С одной стороны, она похожа на структуру обычного безводного сульфата алюминия.
Но в коряките часть алюминия заменена на магний, что позволило зайти в каналы ионам калия и натрия. Конкретно крайнее событие и дозволяет разглядывать камчатскую находку в качестве многообещающего макета материала для микроэлектроники. Для наиболее подробного анализа параметров корякита ученые на данный момент занимаются синтезом его незапятнанного аналога.
Необыкновенные характеристики находок с потенциалом использования в материаловедении и промышленности нужно изучить на синтезированных аналогах природных минералов. На сейчас кристаллографы смогли синтезировать в лаборатории аналог ительменита, что дозволит им тщательно изучить его химические характеристики.
Работы по созданию незапятнанных, без примесей, образцов корякита все еще длятся на оборудовании лаборатории кафедры кристаллографии. Данные по структурам всех 3-х новейших минералов были получены членом научной группы доктора СПбГУ Олега Сийдры, доцентом кафедры кристаллографии Евгением Назарчуком на оборудовании ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Рентгенодифракционные способы исследования».
«Таковой подход — реализация полного цикла (от сборов каменного материала в полевых критериях до удачного синтеза и исследования параметров) в контексте стратегии „От минералов к материалам“ — различает наш коллектив от остальных в Рф и мире. За крайние годы нам удалось существенно преуспеть в моделировании действий минералообразования на вулканах, удалось получить аналоги почти всех минералов, открытых нашей группой за крайние 5 лет на Камчатке», — сказал Олег Иоханнесович.
Полевые работы и исследования научной группы были поддержаны грантами Русского научного фонда (№ 16-17-10085) и Русского фонда базовых исследовательских работ (№ 19-05-00413).
Источник: