Ученые записали на камеру рождение минерала

Ученые записали на видео, в реальном времени, зарождение кристаллов из нескольких молекул карбоната кальция (CaCO3). Это химическое вещество является главным компонентом известняка, мрамора, мела, кораллов, раковин и жемчужин, а также крупнейшим источником углерода на планете. Новое исследование представлено на страницах журнала Science. Коротко о нем сообщается в пресс-релизе Тихоокеанской северо-западной национальной лаборатории Министерства энергетики США.

Ученые из Калифорнии зафиксировали первый этап образования минерала — нуклеацию, — когда молекулы собираются в крошечный кристалл, который начинает расти с большой скоростью. Нуклеация начинается мгновенно и непредсказуемо, поэтому исследователям понадобился микроскоп, который смог бы отслеживать состояние молекул постоянно в реальном времени.

Под микроскопом создали миниатюрную лабораторию, где смешали в воде гидрокарбонат кальция (пищевую соду) и хлорид кальция. При достаточной концентрации вещества начинался рост кристаллов. Оказывается, этот процесс проходит самыми разными путями. Некоторые кристаллы возникали в два этапа: сначала появлялись каплевидные частицы аморфного карбоната кальция (АКК), а затем на их поверхности — кристаллы арагонита или фатерита (минералов CaCO3, чья кристаллическая структуру отличается от кальцитовой). По мере появления новые кристаллы поглощали карбонат кальция из капли, на которой они рождались. Другие кристаллы формировались непосредственно из раствора, минуя стадию АКК. Иногда в одном эксперименте возникало множество форм: на вершине кристалла арагонита появлялся кальцит, пока рядом росли кристаллы фатерита.

Далее автор исследования Джеймс Де Йорео (James De Yoreo) собирается выяснить, как нуклеацию организуют живые организмы, строящие свои раковины и жемчужины. В клетках животных хранятся запасы минеральных веществ, и они способны запускать нуклеацию в нужное время. Ученый хотел бы узнать, какие молекулы в клетках регулируют этот процесс.

На видео: аморфный карбонат кальция (круг) формируется и растет, а затем превращается в арагонит, который быстро поглощает весь АКК.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 20 мая 2017

Большая резня

Зачем британцы жестоко истребляли домашних кошек и собак
Дональд ТрампТанцы с саблями
Президент США с удовольствием и пользой провел время в ваххабитском королевстве
Смерть на стадионе
Взрыв в британском Манчестере унес жизни десятков человек
Manchester Arena incident Police at Manchester Arena after reports of an explosion at the venue during an Ariana Grande gigКровь Манчестера
Что известно о взрыве, унесшем жизни минимум 22 человек
Kurdish Peshmerga forces guard their position at Omar Khaled village near Tal Afar, west of Mosul August 24, 2014. Peshmerga forces intensified their defences in the southern parts of the oil-rich city of Kirkuk on Saturday, defending ramparts just a few hundred metres away from Islamic State militants.Боевой народ
Рассорят ли курды США и Турцию
«Он просто идиот без всякого плана»
Что думают о Трампе и его политике простые жители Ближнего Востока
Памела Андерсон на Каннском фестивалеПамела, которую мы потеряли
Звезда «Спасателей Малибу» и другие знаменитости, очарованные ботоксом
Трое — не толпа
Как живется в любовном союзе, если в нем больше двух человек
«Здесь все проще относятся к жизни»
История крымчанки, переехавшей в американский Портленд
От нашего стола
Российские интерьеры, сводящие иностранцев с ума
Зависли на хате
Украинцы придумали дом, который может обойтись без российского газа
Москва за нами
Какие квартиры можно купить в пределах МКАД по цене до трех миллионов рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности