Tìm hiểu về quá trình tái tạo khoáng chất dolomite

Mất hơn 200 năm các nhà khoa học mới có thể tái tạo loại khoáng chất này
Các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp tái tạo khoáng chất dolomite trong phòng thí nghiệm, giúp hiểu rõ hơn về quá trình hình thành của nó và ứng dụng trong công nghệ hiện đại.

Tìm hiểu về quá trình tái tạo khoáng chất dolomite

Dolomite, một loại khoáng chất quan trọng có công thức hoá học là CaMg(CO3)2, chiếm khoảng 2% vỏ Trái đất. Tuy nhiên, nó mất hàng trăm triệu năm mới có thể hình thành trong tự nhiên. Mất đến hai thế kỷ các nhà khoa học mới có thể tái tạo chúng trong phòng thí nghiệm. Thậm chí, giới chuyên gia còn đặt tên thử thách này là "Vấn đề Dolomite", cho thấy những thách thức về khoa học khi tái tạo loại khoáng sản trong môi trường phòng lab.

Một nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science đã giải quyết được câu hỏi khó khăn về địa chất này. Đại học Michigan (UM) và Đại học Hokkaido ở Sapporo, Nhật Bản đã hợp tác và sử dụng phần mềm độc quyền cùng với phương pháp hòa tan tinh thể không hoàn hảo bằng chùm tia điện tử để tái tạo dolomite.

Dolomite thường được tìm thấy trong các loại đá có niên đại hơn 100 triệu năm

Tốc độ tăng trưởng chậm này có thể là do quá trình hình thành cấu trúc tinh thể của dolomite. Để hiểu rõ hơn về quá trình này, các nhà khoa học cần tìm hiểu những khiếm khuyết bám vào bề mặt dolomite. Điều này trước đây đã đòi hỏi hàng nghìn giờ tính toán trên siêu máy tính, nhưng phần mềm độc quyền của UM đã giúp hoàn thành mô phỏng này chỉ trong 2 mili giây trên máy tính để bàn.

"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", nhà nghiên cứu cộng tác của UM và đồng tác giả Brian Puchala cho biết.

Sau đó, các nhà khoa học từ Đại học Hokkaido đã sử dụng hiển vi điện tử để bắn electron phân tách nước, tạo ra axit có thể khiến tinh thể hòa tan. Mỗi mẫu dolomite được đặt trong dung dịch canxi/magiê và phát xung chùm tia điện tử 4.000 lần trong hai giờ liên tục. Axit thu được đã hòa tan mọi khiếm khuyết và cho phép dolomite phát triển 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.

Việc giải mã những bí mật về sự phát triển của dolomite có thể giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các quá trình địa chất của các khoáng chất khác, đặc biệt là những khoáng chất được sử dụng trong chất bán dẫn. Nghiên cứu này cũng mở ra cơ hội cho việc tìm ra các chiến lược mới để thúc đẩy sự phát triển tinh thể của các vật liệu công nghệ hiện đại.

Tìm hiểu về quá trình tái tạo khoáng chất dolomite đã mang lại những hiểu biết mới về sự hình thành của nó và ứng dụng trong công nghệ. Các nhà khoa học đã vượt qua "Vấn đề Dolomite" và tìm ra phương pháp tái tạo khoáng chất này trong phòng thí nghiệm. Hy vọng rằng nghiên cứu này sẽ đóng góp vào việc hiểu rõ hơn về các quá trình địa chất và phát triển vật liệu công nghệ trong tương lai.

Nguồn: Báo CafeF

[question] Tại sao việc tái tạo Dolomite trong phòng thí nghiệm mất hơn 200 năm?,Tại sao việc giải mã quá trình phát triển của Dolomite có thể giúp hiểu các quá trình địa chất của các loại khoáng chất khác?