Нові кристали поглинали карбонат кальцію з краплі, на якій вони народжувалися
Вчені з Каліфорнії зафіксували перший етап утворення мінералу - нуклеація.
Вчені записали на відео, в реальному часі, зародження кристалів з декількох молекул карбонату кальцію (CaCO3). Ця хімічна речовина є головним компонентом вапняку, мармуру, крейди, коралів, раковин і перлин, а також найбільшим джерелом вуглецю на планеті, передає Lenta.ru.
Вчені з Каліфорнії зафіксували перший етап утворення мінералу - нуклеації, - коли молекули збираються в крихітний кристал, який починає рости з великою швидкістю. Нуклеація починається миттєво і непередбачувано, тому дослідникам знадобився мікроскоп, який зміг би відстежувати стан молекул постійно в реальному часі.
Під мікроскопом створили мініатюрну лабораторію, де змішали у воді гідрокарбонат кальцію (харчову соду) і хлорид кальцію. При достатній концентрації речовини починався ріст кристалів.
Виявляється, цей процес відбувається різними шляхами. Деякі кристали виникали в два етапи: спочатку з'являлися краплеподбні частинки аморфного карбонату кальцію (АКК), а потім на їхній поверхні - кристали арагоніту або фатериту.
У міру появи нових кристали поглинали карбонат кальцію з краплі, на якій вони народжувалися. Інші кристали формувалися безпосередньо з розчину, минаючи стадію АКК. Іноді в одному експерименті виникало безліч форм: на вершині кристалу арагоніту з'являвся кальцит, поки поруч росли кристали фатериту.
Далі автор дослідження Джеймс Де Йоре (James De Yoreo) збирається з'ясувати, як нуклеацію організують живі організми, що будують свої раковини і перлини. У клітинах тварин зберігаються запаси мінеральних речовин, і вони здатні запускати нуклеацію в потрібний час. Вчений хотів би дізнатися, які молекули в клітинах регулюють цей процес.
На відео: аморфний карбонат кальцію (коло) формується і росте, а потім перетворюється на арагоніт, який швидко поглинає весь АКК.
Нове дослідження представлене на сторінках журналу Science. Коротко про нього повідомляється в прес-релізі Тихоокеанської північно-західної національної лабораторії Міністерства енергетики США.