Dolomita, mineralul care împodobește Munții Dolomiti din Italia și alte locații emblematice, a ridicat o problemă majoră pentru cercetători: de ce nu se formează în laborator? Un nou studiu, realizat de cercetători de la Universitatea din Michigan și Universitatea Hokkaido din Japonia, a dezvăluit misterul.
De ce dolomita refuză să „crească” în laborator
Dolomita este un mineral răspândit în roci vechi de peste 100 de milioane de ani. Totuși, formarea sa în medii mai recente este rară, o contradicție care a intrigat generații de cercetători. Structura sa, alcătuită din straturi alternante de calciu și magneziu, pare a fi cheia. În timpul formării cristalului, atomii se atașează adesea aleatoriu, generând defecte structurale. Aceste defecte blochează creșterea ulterioară, încetinind procesul într-atât încât ar putea dura milioane de ani pentru formarea unui singur strat ordonat.
Secretul naturii: „curățarea” periodică
Cercetătorii au descoperit că defectele nu sunt permanente. Atomii plasați greșit sunt mai instabili și se dizolvă mai ușor în contact cu apa. Natura rezolvă problema prin cicluri repetate de precipitații, maree și inundații, urmate de perioade de uscare. Aceste cicluri „spală” zonele defectuoase, permițând formarea de noi straturi corect aranjate. Pe perioade geologice lungi, acest proces conduce la acumularea depozitelor mari de dolomită în rocile antice.
Simulări avansate și experimente decisive
Pentru a-și testa teoria, echipa de cercetare a folosit simulări atomice și experimente. Un software dezvoltat la Centrul PRISMS al Universității din Michigan a făcut posibilă simularea creșterii dolomitei la nivel atomic. Joonsoo Kim, primul autor al studiului, a explicat că, datorită noilor tehnologii, „acum putem efectua același calcul în 2 milisecunde pe un computer de birou”. Confirmarea experimentală a venit din Japonia, unde cercetătorii de la Universitatea Hokkaido au plasat un cristal mic de dolomită într-o soluție cu calciu și magneziu. Prin pulsarea unui fascicul de electroni de 4.000 de ori în două ore, ei au dizolvat repetat defectele. Astfel, cristalul a crescut până la 100 de nanometri, echivalentul a circa 300 de straturi de dolomită, un rezultat fără precedent.
Wenhao Sun, profesorul coordonator al studiului, a subliniat importanța descoperirii, declarând că „teoria noastră arată că se pot crește rapid materiale fără defecte, dacă se dizolvă periodic defectele în timpul creșterii”. Noile descoperiri ar putea deschide noi căi în producția de semiconductori, panouri solare sau chiar baterii performante.
