Двойник родился! Кристаллографы синтезировали аналог редкого минерала

Группа ученых, возглавляемая кристаллографами Санкт-Петербургского госуниверситета, смогла синтезировать в лаборатории аналог юингита – самого сложного со структурной точки зрения минерала Земли. Юингит – минерал, который был обнаружен в середине 2010-х годов в выработанной урановой шахте в Чехии. Он встречается очень редко, так как для его образования необходимы специфические термодинамические условия. Ученые смогли получить синтетический аналог, близкий по составу и кристаллической структуре к природному юингиту, путем сочетания низкотемпературного гидротермального синтеза и испарения при комнатной температуре. Как отмечают исследователи, устойчивость юингитоподобного соединения несколько ниже, чем у натурального минерала. Тем не менее синтетическую фазу можно рассматривать как первичный и метастабильный (стабильный при не очень больших перегрузках) продукт реакции, который в условиях окружающей среды сможет перекристаллизоваться в более устойчивую форму минерала. По словам доцента кафедры кристаллографии СПбГУ, руководителя исследования Владислава Гуржия, уникальность юингита заключается в его кристаллической структуре, основу которой составляют нанокластеры из атомов урана и карбонатных групп. Такие структурные комплексы не были известны до открытия минерала ни в природе, ни среди синтетических соединений, поэтому ученые СПбГУ и захотели воссоздать в лаборатории это уникальное творение природы. «У нашей группы довольно богатый опыт создания аналогов минералов в лабораторных условиях. Но, даже имея такой опыт, мы работали над экспериментом почти полтора года – столько времени потребовалось на налаживание протокола синтеза для получения достаточно крупных кристаллов, которые дали нам достоверную структурную модель», – подчеркнул Владислав Гуржий. Соединение, полученное в лаборатории, немного отличается по составу от природного. Так, в структуре природного минерала уран-карбонатные кластеры связываются через атомы магния и кальция, а синтетический содержит только кальций. Однако это никак не сказывается на принципе упаковки нанокластеров в кристаллической структуре. Кроме научного интереса исследование представляет и практическую ценность, поскольку даже на выработанных месторождениях вроде шахты Плавно остается значительное количество урана в рассеянной форме. «Поняв механизм вторичного минералообразования (перекристаллизации), в результате которого получается юингит, можно будет контролировать процессы выноса урана в окружающую среду. Или, наоборот, создать условия, при которых будет возможно перевести уран в растворенную форму, чтобы он стал менее опасен для человека», – рассказал Владислав Гуржий. Пресс-служба СПбГУ The post Двойник родился! Кристаллографы синтезировали аналог редкого минерала appeared first on Поиск - новости науки и техники.