由圣彼得堡大学的晶体学家领导的一组科学家在实验室中成功合成了地球上结构最复杂的矿物ewingite的类似物。研究结果发表在Materials上。

科学家在实验室合成了地球上最复杂矿物的类似物

Ewingite是一种矿物，于2010年代中期在位于捷克共和国的废弃Plavno铀矿中被发现。它是地球上已知存在的最复杂的矿物。此外，由于其形成所需的特定热力学条件，这种矿物被认为非常稀有。

研究人员通过低温水热合成和室温蒸发相结合，设法合成了一种类似物，其成分和晶体结构与天然橄榄石类似。

正如科学家指出的那样，所发现的矿物的稳定性略高于合成化合物(根据目视观察和实验研究)。然而，合成相可被视为初级和亚稳态反应产物，其在环境条件下进一步重结晶成更稳定的形式。

VladislavGurzhiy是圣彼得堡大学晶体学系副教授、地球科学研究所科学委员会主席和该研究的首席研究员。据他介绍，尤文石的独特之处在于其晶体结构，该结构基于铀原子和碳酸盐基团的纳米团簇。

在发现这种矿物之前，无论是在自然界中还是在合成化合物中，这种结构复合物都是未知的。因此，圣彼得堡大学的科学家们希望在实验室中合成这种独特的自然创造。

“我们的团队在实验室获得矿物类似物和合成具有类矿物结构的新化合物方面有相当多的经验。但是，即使有了这些经验，我们在实验上也花了将近一年半的时间。这是多长时间它需要建立一个合成方案来生产足够大的晶体，以便获得可靠的结构模型，”VladislavGurzhiy说。

实验室研究人员获得的化合物在成分上与天然化合物略有不同。在矿物结构中，碳酸铀酰簇通过镁和钙原子键合，而合成化合物仅含有钙。然而，这对晶体结构中的纳米团簇堆积原理没有影响。

除了其基本的科学兴趣外，这项研究还具有相当的实用价值，因为即使在像Plavno矿这样的枯竭矿床中，仍有大量铀以分散的形式存在。

“通过了解次生矿物形成(再结晶)的机制，这会导致ewingite的形成，就有可能控制铀进入环境的过程。或者，相反，这将有可能创造条件在这种情况下，如有必要，可以将铀转化为溶解形式，从而降低对人类的危险，”VladislavGurzhiy补充道。