Mất hơn 200 năm các nhà khoa học mới có thể tái tạo loại khoáng chất này

08:00 13/02/2024
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 công bố trên tạp chí Science, kết quả hợp tác giữa Đại học Michigan (UM) và Đại học Hokkaido ở Sapporo, Nhật Bản, dường như đã giải quyết được câu hỏi hóc búa về địa chất này bằng cách tận dụng phần mềm độc quyền và hòa tan các tinh thể không hoàn hảo bằng chùm tia điện tử.

Trước đây, những người muốn tạo ra tinh thể hoàn hảo luôn cố gắng làm theo một quy trình thật chậm. Tuy nhiên, lý thuyết của chúng tôi cho thấy rằng bạn có thể tạo ra chúng một cách nhanh chóng, nếu định kỳ loại bỏ các khiếm khuyết trong quá trình phát triển”, Wenhao Sun, nhà khoa học tại UM và tác giả nghiên cứu, cho biết trong thông cáo báo chí, “nếu chúng ta hiểu được dolomite phát triển như thế nào trong tự nhiên, chúng ta có thể tìm ra các chiến lược mới để thúc đẩy sự phát triển tinh thể của các vật liệu công nghệ hiện đại”.

Dolomite thường được tìm thấy trong các loại đá có niên đại hơn 100 triệu năm, nghĩa là khoáng chất này phải mất một thời gian dài mới hình thành. Theo các nhà nghiên cứu, tốc độ tăng trưởng chậm này có thể là do quá trình hình thành cấu trúc tinh thể của dolomite.

Sự hình thành của khoáng chất này được tạo bởi các hàng canxi và magiê xen kẽ. Trong môi trường nước, các nguyên tố này thường kết hợp ngẫu nhiên vào những vị trí sai, từ đó ngăn cản dolomite hình thành. Trong khi Trái Đất có sự kiên nhẫn gần như vô hạn để chờ đợi sự phát triển chậm chạp (chẳng hạn như chỉ có một lớp dolomite được tạo ra trong mỗi 10 triệu năm), thì con người với tuổi thọ tương đối nhỏ bé lại không như vậy.

Để tìm ra cách đẩy nhanh quá trình tự nhiên, các nhà khoa học cần hiểu những khiếm khuyết này bám vào bề mặt dolomite như thế nào. Theo một nhà nghiên cứu, thông thường, việc này sẽ mất hàng nghìn giờ siêu máy tính, nhưng phần mềm độc quyền của UM đã tận dụng một kỹ thuật mới để hoàn thành những mô phỏng này chỉ “trong 2 mili giây với 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, một trong những nhà phát triển chính của phần mềm, cho hay.

Tiếp đến, các nhà khoa học từ Đại học Hokkaido 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 có hiệu quả 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 trong tương lai hiểu được các quá trình địa chất của các khoáng chất khác, đặc biệt là những khoáng chất được sử dụng trong chất bán dẫn.

Có thể bạn quan tâm
Điều gì xảy ra khi một em bé được sinh ra trên máy bay?

Điều gì xảy ra khi một em bé được sinh ra trên máy bay?

09:10 16/02/2024

Sinh con trên máy bay cũng rất hiếm, điều này chỉ xảy ra với một trong 26 triệu hành khách. Và bạn có thắc mắc, em bé sinh ra trên máy bay sẽ có quốc tịch gì?

Tàu lặn mất tích bí ẩn dưới sông băng Nam Cực

Tàu lặn mất tích bí ẩn dưới sông băng Nam Cực

08:50 06/02/2024

Ran, tàu lặn tự động dài 7 m của Đại học Gothenburg, biến mất cuối tuần vừa qua trong chuyến thám hiểm cùng tàu phá băng RV/IB Araon của Hàn Quốc.

Thái giám ngoại quốc đầu tiên khiến cả một triều đại Trung Hoa lụi tàn

Thái giám ngoại quốc đầu tiên khiến cả một triều đại Trung Hoa lụi tàn

05:30 27/03/2023

Phác Bất Hoa là người Cao Ly (Triều Tiên ngày nay), sinh vào thời vua Nguyên Văn Tông (1304-1332). 7 tuổi, Phác Bất Hoa tịnh thân, vào cung làm nô tài chuyên lo quét dọn, trà nước. Kỳ Lạc, tiểu cung nữ đồng hương với Phất Bác Hoa, trở thành bạn thân ông ta. Thời gian trôi qua, Kỳ Lạc lớn lên trở thành thiếu nữ xinh đẹp diễm lệ. Thỏa Hoan Thiệp Mộc Nhĩ, con trai vua Nguyên Văn Tông, một lần chơi đùa trong cung nhìn thấy Kỳ Lạc bèn đưa nàng về...

Cảnh sát giao thông lý giải ngưỡng nồng độ cồn trong luật

Cảnh sát giao thông lý giải ngưỡng nồng độ cồn trong luật

07:00 15/11/2023

Luật Giao thông đường bộ năm 2008 quy định ngưỡng nồng độ cồn vi phạm. Trong khi đó, Nghị định 100 vẫn xử phạt trường hợp dưới ngưỡng. Vậy điều...

Máy bay ném bom hạt nhân có thể bay liên tục 16.000 km

Máy bay ném bom hạt nhân có thể bay liên tục 16.000 km

08:10 15/11/2023

Sau khi hoạt động trong một thập kỷ, B-36 'Peacemaker' là một trong những máy bay phi thường nhất từng cất cánh.

Tại sao chó ngao Tây Tạng không sợ tuyết rơi, sống thoải mái ở âm 40 độ C?

Tại sao chó ngao Tây Tạng không sợ tuyết rơi, sống thoải mái ở âm 40 độ C?

05:30 18/02/2023

Trong số tất cả các giống chó ở Trung Quốc, chó ngao Tây Tạng được biết đến nhiều nhất. Đây là giống chó có nguồn gốc từ cao nguyên Thanh Hải-Tây Tạng, được rất nhiều người Trung Quốc săn đón vào những năm 1990 và đầu thế kỷ 21. Vào thời điểm đó, giá của chó ngao Tây Tạng cực kỳ cao, thậm chí còn được bán với giá cao đến một triệu đô. Trên thực tế, những ngày đầu, chó ngao Tây Tạng chỉ phổ biến trong giới nhỏ như những người chăn gia súc. Đến...

Rắn hổ mang bạch tạng quý hiếm chui vào nhà sau mưa bão dữ dội

Rắn hổ mang bạch tạng quý hiếm chui vào nhà sau mưa bão dữ dội

08:30 15/05/2023

Một con rắn hổ mang bạch tạng cực hiếm và có khả năng gây chết người đã bò vào nhà một người dân sau trận mưa bão khủng khiếp.

Nữ tài xế đi giày cao gót trổ tài đánh xe khiến nhiều người kinh ngạc

Nữ tài xế đi giày cao gót trổ tài đánh xe khiến nhiều người kinh ngạc

16:40 17/07/2023

Một người phụ nữ đã thành công đánh xe ra khỏi chỗ đỗ chật chội đến khó tin.

Hàn Quốc kiểm tra nồng độ phóng xạ tại các bãi biển

Hàn Quốc kiểm tra nồng độ phóng xạ tại các bãi biển

23:30 20/06/2023

Chính phủ Hàn Quốc thông báo sẽ kiểm tra khẩn cấp nồng độ phóng xạ trong nước biển tại 20 bãi biển chính của nước này trước khi các bãi biển mở cửa cho khách du lịch vào mùa hè năm nay.

Co loi xay ra
Co loi xay ra