Апатитские ученые открыли новый минерал

С 2018 года продолжается российско-итальянское научное сотрудничество – поиск новых минералов на уникальном геологическом объекте – вулкане Везувий. В результате совместной работы международная группа уже обнаружила и описала титансодержащую разновидность литидионита.

Итальянские минералоги с большой радостью сотрудничают с заполярными коллегами, так как Кольский научный центр обладает очень современным научным оборудованием, приобретенным в рамках национального проекта «Наука и университеты», а молодые специалисты КНЦ владеют рентгеноструктурным анализом и способны работать с кристаллами размерами менее 50 мкм (в два раза тоньше человеческого волоса).

В 2022 году был обнаружен кальциевый минерал без молекулы воды в своей структуре. Это привлекло внимание российских ученых, а исследование на высокоточном оборудовании помогло подтвердить догадку – найден новый минерал энрикофранкоит (Enricofrancoite). Исследования поддержал грантом Российский научный фонд. В статье, опубликованной в журнале Mineralogical Magazine, детально представлены особенности необычной кристаллической решетки.

Название минерал получил в честь Энрико Франко (1927-2009), профессора минералогии Неаполитанского университета, который внес значительный вклад в область минералогии Везувия. Среди прямых родственников (минералов со схожей структурой) энрикофранкоита ранее на Кольском полуострове были открыты манаксит MnKNaSi4O10 и фенаксит Fe2+KNaSi4O10.

Энрикофранкоит – новый силикат калия, кальция, натрия и кремния с общей формулой KNaCaSi4O10. По своей сути он уникален, так как соединения с 5-координированным кальцием ранее были неизвестны в природе. Кристаллическая структура энрикофранкоита содержит бесконечные силикатные трубки с формулой [Si8O20]8−∞, ориентированные в одном направлении. Пятикоординированные пирамиды СаО5 образуют димеры [Ca2O8].

Минерал содержит две системы пересекающихся каналов, в которых расположены атомы калия и натрия. Теоретические расчеты показали, что минералы группы эрикофранкоита должны обладать Na-ионной проводимостью.

Сейчас в Кольском научном центре работают над синтезом энрикофранкоита и исследуют его ионопроводящие свойства, которые потенциально могут быть использованы при производстве натриево-ионных аккумуляторов.

Исследования минералов на Кольском полуострове уже давно стали источником для синтеза природоподобных материалов с заданными свойствами – структурных аналогов природных минералов. Так, заполярные ученые разработали схему синтеза аналога линтисита – эффективного сорбента для извлечения йода из водных растворов. Освоен и синтез аналога минерала с каркасной структурой ситинакита (он носит коммерческое название IONSIV-911 и используется для извлечения радиоактивных нуклидов из водных растворов). Открытый на Кольском полуострове иванюкит и синтезированные здесь его аналоги имеют широкий спектр применения, например для утилизации жидких радиоактивных отходов.