Камчатские геологи изучили редкий минерал гидрокалюмит: зачем он нужен

Российские ученые впервые установили структуру гидрокалюмита — обнаруженного на Камчатке редкого слоистого минерала с уникальными свойствами для очистки воды и производства строительных материалов.

Дмитрий ПавловАвтор Hi-Tech Mail

Международная команда исследователей впервые детально описала кристаллическую структуру редкого минерала гидрокалюмита, известного своей необычной «сэндвич»-архитектурой. Работа открывает новые перспективы для создания строительных материалов и экологических технологий, прежде всего в области водоподготовки.

Исследование возглавили специалисты Института вулканологии и сейсмологии Дальневосточного отделения РАН (Петропавловск-Камчатский), В работе также принимали участие сотрудники Санкт-Петербургского государственного университета, Национального музея естественной истории (Париж, Франция), Кольского научного центра РАН (Апатиты) и Московского государственного университета имени Ломоносова. Результаты изысканий опубликованы в рецензируемом журнале Mineralogical Magazine.

Необычный «сэндвич» из атомов

Минерал со сложной формулой Ca4Al2(OH)12Cl(CO3)0.5·5H2O представляет собой слоистую структуру, где положительно заряженные слои с кальцием и алюминием чередуются с отрицательно заряженными слоями. Именно такая организация делает его похожим на «сэндвич».

Исследование показало, что в одном и том же слое гидрокалюмита одновременно присутствуют два разных аниона — хлор и карбонат. Это крайне редкое явление для минералов подобного типа. Более того, ионы в структуре строго упорядочены и стабилизированы системой водородных связей с участием молекул воды.

До сих пор точная формула и строение минерала оставались неясными, поскольку образцы из разных регионов существенно отличались по составу. Теперь установлено, что под названием «гидрокалюмит» скрывается как минимум шесть различных минеральных фаз.

Практическое значение открытия

Специфическая структура делает гидрокалюмит перспективным материалом для практического применения. Слоистые минералы широко используются в технологиях очистки воды благодаря способности удерживать ионы загрязнителей между слоями. Гидрокалюмит способен поглощать тяжелые металлы и другие загрязнители из воды, выступая эффективным сорбентом. Кроме того, его синтетические аналоги уже применяются в цементных смесях, повышая прочность строительных материалов.

Достигнутое нами понимание внутреннего устройства минерала позволит целенаправленно создавать материалы с заданными свойствами — от фильтров для воды до новых типов строительных композитов.Елена Житова заведующая лабораторией минералогии, ведущий научный сотрудник ИВиС ДВО РАН, к.г-м.н., руководитель проекта.

 Беспокойная земля Камчатки богата уникальными вулканическими породами. Работе дальневосточных геологов в кальдере вулкана Хангар посвящен материал Hi-Tech Mail.

российские ученыеархеологияПоделиться