Ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 синтезировали аналог самого сложного минерала на Земле

Юингит?— минерал, который был обнаружен в?середине 2010-х годов в?выработанной урановой шахте Плавно, расположенной в?Чешской Республике. Это наиболее сложный по?своей структуре из?всех известных минералов на?Земле. Кроме того, из-за специфических термодинамических условий, необходимых для его образования, минерал считается очень редким.

Результаты исследования, поддержанного грантом РНФ, опубликованы в?научном журнале Materials.

Исследователи смогли получить синтетический аналог, близкий по?составу и?кристаллической структуре к?природному юингиту, путем сочетания низкотемпературного гидротермального синтеза и?испарения при комнатной температуре.

Как отмечают ученые, устойчивость найденного минерала несколько выше, чем у?синтетического соединения (согласно визуальным наблюдениям и?экспериментальным исследованиям). Тем не?менее синтетическую фазу можно рассматривать как первичный и?метастабильный продукт реакции, который в?условиях окружающей среды в?дальнейшем сможет перекристаллизоваться в?более устойчивую форму минерала.

По?словам доцента кафедры кристаллографии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, председателя научной комиссии Института наук о?Земле и?руководителя исследования Владислава Гуржия, уникальность юингита заключается в?его кристаллической структуре, основу которой составляют нанокластеры из?атомов урана и?карбонатных групп. Такие структурные комплексы не?были известны до?открытия минерала ни?в?природе, ни?среди синтетических соединений, поэтому ученые 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入 и?захотели воссоздать в?лаборатории это уникальное творение природы.

У?нашей группы довольно богатый опыт получения аналогов минералов в?лабораторных условиях и?синтеза новых соединений с?минералоподобными структурами. Но?даже имея такой опыт, мы?работали над экспериментом почти полтора года?— столько времени потребовалось на?налаживание протокола синтеза для получения достаточно крупных кристаллов, которые позволили получить достоверную структурную модель.

Доцент кафедры кристаллографии 188bet体育_188bet亚洲体育_点此进入, председатель научной комиссии Института наук о?Земле и?руководитель исследования Владислав Гуржий

Соединение, полученное исследователями в?лаборатории, немного отличается по?составу от?природного. Так, в?структуре минерала уран-карбонатные кластеры связываются через атомы магния и?кальция, а?синтетическое соединение содержит только кальций. Однако это никак не?сказывается на?принципе упаковки нанокластеров в?кристаллической структуре.

Работа была выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант №?19-17-00038) и?Чешского научного фонда. Рентгенофазовые и?спектроскопические исследования проводились на?базе ресурсного центра ?Рентгенодифракционные методы исследования? Научного парка Санкт-Петербургского государственного университета.

Кроме фундаментального научного интереса, данное исследование представляет и?вполне практическую ценность, поскольку даже на?выработанных месторождениях, вроде шахты Плавно, остается значительное количество урана в?рассеянной форме.

?Поняв механизм вторичного минералообразования (перекристаллизации), в?результате которого образуется юингит, можно будет контролировать процессы выноса урана в?окружающую среду. Или, наоборот, создать условия, при которых в?случае необходимости будет возможно перевести уран в?растворенную форму, чтобы он?стал менее опасен для человека?,?— добавил Владислав Гуржий.