Учёные спустя 200 лет решили «проблему доломита»

Исследователи из Мичиганского университета и Университета Хоккайдо смогли вырастить в лаборатории минерал доломит, что не удавалось учёным на протяжении двух столетий. Это решает давнюю геологическую загадку, известную как «проблема доломита».

Доломит широко распространён в древних породах старше 100 миллионов лет, но почти не образуется в современных условиях. Ключом к разгадке стало понимание того, что мешает его росту. Кристаллическая решётка доломита состоит из чередующихся слоёв кальция и магния. В процессе роста атомы часто присоединяются беспорядочно, создавая дефекты, которые блокируют дальнейшее формирование кристалла, делая процесс крайне медленным.

Учёные выяснили, что в природе эти дефекты непостоянны. Атомы в неправильных позициях менее стабильны и легче растворяются при контакте с водой. Циклы, подобные приливам и отливам или дождям, постоянно «смывают» эти несовершенные участки, очищая поверхность для роста новых, правильных слоёв.

Для проверки теории исследователи использовали атомное моделирование и эксперимент с просвечивающим электронным микроскопом. Пульсирующий электронный луч в микроскопе целенаправленно растворял дефекты на крошечном кристалле доломита в растворе. После 4000 импульсов за два часа кристалл вырос примерно на 300 слоёв, что является рекордом для лабораторных условий.

Как отметил Вэньхао Сунь, соавтор исследования, это открытие может привести к новым стратегиям выращивания бездефектных материалов для современных технологий, таких как полупроводники, солнечные панели и аккумуляторы, позволяя ускорять их производство.