Может обладать непредсказуемыми свойствами: российские ученые нашли минерал с наноразмерными трубками

Земля иногда подбрасывает необычные сюрпризы. несколько десятков лет в Кольском научном центре ран хранился кусок горной породы, найденной  в Мурманской области, в Хибинах, и лишь год назад, изучив его новыми методами, минералоги обнаружили в нем настоящий клад. Это несколько десятков микроскопических игольчатых зерен потенциально нового минерала. Он очень напоминает найденный 100 лет назад в Гренландии и описанный зарубежными геологами ашкрофтин, но у кольского все же есть отличия, а потому ученые предпочитают не торопиться с выводами. 

фото минерала КА (кольского аштрофтина) под электронным микроскопом. Предоставлено С. Кривовичевым.

Генеральный директор Кольского научного центра ран (КНЦ ран), академик ран Сергей Кривовичев, один из авторов находки, выделяет прежде всего очень ценную структуру нового серебристого минерала, найденного учеными на Кировском руднике. 

Редкоземельный силикат (так называют соединения, содержащие редкоземельные металлы) нашли в Хибинском массиве ученые Кольского научного центра ран. Впоследствии к исследованию, о котором вышла статья в журнале Minerals, подключились коллеги из Санкт-Петербургского государственного университета, и Минералогического музея имени Ферсмана. 

– Малое количество минерала пока не дает нам возможности испытать его свойства, но состав – многообещающий, – говорит Сергей Владимирович. – В него, к примеру, входит редкоземельный металл иттрий с уникальными электронными характеристиками, ему сопутствуют лантаноиды иттриевой группы, а также кремний, калий, натрий, кальций, фтор и марганец, которые в сочетании могут дать непредсказуемые свойства.

Особо выделяет ученый сложную кристаллическую структуру минерала, которому дали условное обозначение – КА (кольский ашкрофтин). Среди всех известных минералов его кристаллическая структура относится к числу наиболее сложных. К примеру, его «иголки» – это редкие силикатные трубки диаметром 1,5-2 нанометра, или нанотубулены, как называют их химики.

“Интересно сочетание нанотубуленов с редкими землями, – комментирует Сергей Кривовичев. – Трубки ведь полые, а значит, в них путем ионного обмена можно поместить небольшую молекулу или магнитный ион и дальше посмотреть, что с этим материалом можно делать. Полученное таким образом соединение может обладать интересными физическими свойствами”.

– Можно предположить, какие?

Конечно. Редкие земли сами по себе обладают очень ценными  свойствами, они являются основой современной технологичной промышленности. К примеру, иттрий добавляют в металлы для прочности и улучшения жаростойкости. Редкоземельные металлы используют в моторах для электромобилей, в электронике и энергетике, они входят в состав высокотемпературных сверхпроводников и лазерных материалов. Наряду с уникальной пористой (цеолитоподобной) структурой это открывает широкие возможности для химической подгонки физических свойств – магнитных, оптических, люминесцентных.

– Которые раньше не встречались?

– В том-то все и дело. Но пока рано заглядывать в будущее: прежде чем экспериментировать с полученным минералом КА, нам надо сначала его синтезировать, чтобы получить в большем количестве. И потом надо все-таки определиться, тот ли это ашкрофтин, что был найден 100 лет назад в Гренландии или нет. Не исключено, что ответ будет отрицательным.

– Но ведь тот наверняка был также описан вашими зарубежными коллегами?

– Те работы, которые проводились с тем ашкрофтином 100 лет назад, по понятным причинам не отвечают современным запросам: например, иттрий там изначально приняли за алюминий… В идеале, чтобы сказать точно, совпадают ли наш КА и гренландский ашкрофтин, нам надо получить голотипные образцы, то есть первичный материал, собранный в начале прошлого века. Но это сейчас сделать очень сложно. Ведь его образцы, описанные англичанами, хранятся в Лондонском Музее естественной истории, а также в Смитсониевском музее в Вашингтоне.

  У нас есть предположение, что наш КА и гренландский ашкрофтин – немного разные минералы, ведь в составе нашего есть фтор, а англичане (правда это было сто лет назад) в своем образце фтора не нашли. 

– Сложно ли синтезировать природный минерал?

– Создать рукотворную копию природного минерала, который формируется в течение длительного геологического времени, очень сложно, но пробовать надо.

Источник