Dolomite, một loại khoáng chất tự nhiên mà các nhà khoa học vẫn chưa tái tạo được mà không có bất kỳ khiếm khuyết hoặc khó khăn đáng kinh ngạc nào, cuối cùng đã được theo báo cáo được tái tạo bởi một nhóm học giả từ Đại học Michigan và Đại học Hokkaido ở Sapporo, Nhật Bản, sau khi các nhà khoa học đã nỗ lực trong gần 200 năm.
Thành tựu khoa học mới nhất này giải quyết một bí ẩn địa chất lâu đời được gọi là “Vấn đề Dolomite”, do các nhà khoa học không thể tái tạo và tái tạo nhanh chóng khoáng chất quý hiếm mà không có bất kỳ khiếm khuyết nào.
(Ảnh: NASCIMBENI/AFP qua Getty Images)
Remi Martinaeu, nhà khảo cổ học và nhà nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp (CNRS) ở Dijon, tạo dáng trong một hypogeum (một ngôi mộ dưới lòng đất) được đào vào lớp phấn gần Vert-Toulon, vào ngày 8 tháng 6 năm 2017.
Kỳ công được thực hiện trong phòng thí nghiệm giáo dục đã chứng tỏ thành công trong việc sản xuất dolomite bằng cách loại bỏ các lỗi trong cấu trúc khoáng chất khi nó phát triển. Nước đã được chứng minh là thành công trong việc loại bỏ những lỗi này vì khi khoáng chất được rửa sạch bằng nước, những lỗi này sẽ tan biến trước tiên.
Việc rửa trôi những đứt gãy này nhiều lần, chẳng hạn như bằng mưa hoặc chu kỳ thủy triều, cho phép lớp dolomite phát triển trong vài năm. Núi Dolomite có thể hình thành trong suốt thời gian địa chất.
Việc không loại bỏ bất kỳ khiếm khuyết nào bằng nước sẽ làm chậm quá trình phát triển dolomite đến mức dừng lại, ngụ ý rằng một lớp dolomite có trật tự sẽ phải mất 10 triệu năm để hình thành.
Thành tựu địa chất với lợi ích công nghệ
Ngay cả trong các nghiên cứu sao chép dolomite trước đây, “những người trồng tinh thể muốn tạo ra vật liệu không có khuyết tật sẽ cố gắng phát triển chúng thật chậm”, như theo báo cáo Wenhao Sun, Giáo sư Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu ban đầu của Dow tại UM và là tác giả tương ứng của bài báo xuất bản hôm nay trên tạp chí Science, cho biết.
Những hiểu biết sâu sắc về Vấn đề Dolomite có thể giúp hiểu cách dolomite phát triển trong tự nhiên, dẫn đến sự phát triển những phương pháp mới nhằm thúc đẩy sự hình thành tinh thể của các vật liệu công nghệ hiện tại.
Do đó có khả năng giúp các kỹ sư tạo ra vật liệu chất lượng cao hơn cho chất bán dẫn, tấm pin mặt trời, pin và công nghệ khác.
Joonsoo Kim, một nghiên cứu sinh tiến sĩ về khoa học và kỹ thuật vật liệu và là tác giả đầu tiên của nghiên cứu đã tuyên bố lợi ích của nghiên cứu là “lý thuyết của chúng tôi cho thấy rằng bạn có thể phát triển các vật liệu không có khiếm khuyết một cách nhanh chóng, nếu bạn định kỳ loại bỏ các khiếm khuyết trong quá trình phát triển”.
Loại bỏ khuyết tật Dolomite
Quá trình thực tế để loại bỏ các khuyết tật trong khi phát triển dolomite tỏ ra phức tạp, vì các nhà khoa học đã chọn sử dụng mô phỏng nguyên tử để xác định mức độ chặt chẽ hay lỏng lẻo của các khuyết tật trên bề mặt dolomite hiện có.
Sau đó, họ hợp tác với Đại học Hokkaido của Nhật Bản để xác minh quan điểm của họ rằng nước có thể thực sự giúp loại bỏ các sai sót từ Dolomite được trồng trong phòng thí nghiệm bằng kính hiển vi điện tử truyền qua.
Sau khi cho một tinh thể dolomite nhỏ vào dung dịch canxi và magie, các nhà nghiên cứu và cộng tác viên mới của họ đã tạo xung nhẹ nhàng cho một chùm tia điện tử 4.000 lần trong hai giờ. Họ phát hiện ra rằng theo các xung, Dolomite giãn nở khoảng 100 nanomet – nhỏ hơn khoảng 250.000 lần so với một inch và tương đương với 300 lớp vật liệu.
Đây là một thành tựu đáng chú ý vì trước đây chưa từng có hơn 5 lớp Dolomite được tạo ra trong phòng thí nghiệm.
Khoản tài trợ dành cho nhà điều tra tiến sĩ mới PRF của Hiệp hội Hóa học Hoa Kỳ, cũng như Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và Hiệp hội Xúc tiến Khoa học Nhật Bản đều tham gia vào nghiên cứu được công bố trên tạp chí ‘Khoa học’.
ⓒ 2023 TECHTIMES.com Mọi quyền được bảo lưu. Không sao chép mà không được phép.