Работа проводилась кристаллографами Санкт-Петербургского государственного университета и их коллегами из Чехии и США.
Юингит был обнаружен и изучен учёными в середине 2010-х годов. Нашли минерал в отработавшей своё урановой шахте Плавно, расположенной в Чешской Республике. Такое название ему дали в честь известного американского материаловеда Родни Юинга, специализирующегося на ядерных материалах.
Сложные исследования показали, что это наиболее сложный по своей структуре минерал из всех известных на Земле. Кроме того, для его появления естественным образом в природе нужны особые термодинамические условия, а потому встречается он редко.
На этот раз учёные смогли синтезировать аналог этого минерала, близкий по составу и кристаллической структуре к природному соединению. Для этого им пришлось прибегнуть к низкотемпературному гидротермальному синтезу и испарению химических веществ-предшественников при комнатной температуре.
Эксперименты показали, что аналог "слабее" своего природного конкурента. Он легче разрушается. Но учёные надеются, что синтетический вариант в дальнейшем в условиях окружающей среды сможет самостоятельно "перестроиться" в более устойчивую форму удивительного минерала.
Зачем же учёные взялись за этот эксперимент?
"У нашей группы довольно богатый опыт получения аналогов минералов в лабораторных условиях и синтеза новых соединений с минералоподобными структурами, – рассказывает Владислав Гуржий, доцент кафедры кристаллографии СПбГУ. – Но даже имея такой опыт, мы работали над экспериментом почти полтора года".
Столько времени учёным понадобилось, чтобы получить достаточно крупные кристаллы, которые позволяли им в достаточной степени изучить новое соединение.
Юингит интересен для исследователей из-за особого строения его кристаллов. В его основе — нанокластеры из атомов урана и карбонатных групп.
Ничего подобного учёные ранее в природе не встречали. Поэтому учёные СПбГУ и захотели воссоздать в лаборатории это уникальное творение природы.
Аналог на то и аналог, что он всё же немного отличается от природного минерала. Однако различия в составе никак не сказались на принципе упаковки нанокластеров в структуре кристалла, пишут учёные.
Но кроме фундаментального научного интереса это исследование несёт и практическую ценность.
Дело в том, что уран всё ещё остаётся даже на выработанных месторождениях и в значительных количествах.
Когда учёные до конца разберутся с тем, как же происходит переход в форму настоящего юингита, они смогут прогнозировать и контролировать процессы выхода урана в окружающую среду.
Как вариант, они смогут придумать условия, при которых можно будет перевести уран в растворённую форму. В этом случае он будет менее опасен для человека, поясняет Владислав Гуржий.
Эта научная работа была поддержана грантами Чешского и Российского научных фондов. Исследования полученных кристаллов проводились на базе Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета.
Статья авторов работы вышла в научном журнале Materials.
Ранее мы сообщали о том, что вода на Земле могла появиться благодаря "несуществующему" минералу https://smotrim.ru/article/2668700, а также о том, как учёные по древним кристаллам определяют возраст пород Земли.
Больше важных и интересных новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".
