Физики выяснили, почему полевой шпат не бывает абсолютно сухим
Европейские физики объяснили постоянную влажность полевого шпата. Выяснилось, что структура кристаллов микроклина, минерала из группы полевых шпатов, образует гидроксильную поверхность, с которой легко соединяется атмосферная влага. А вода, которая изначально покрывает минерал, высвобождается из внутренних полостей.
Полевой шпат — наиболее распространенный минерал на Земле. Он составляет половину земной коры, а также образует другие породы. При выветривании полевой шпат превращается в глину и почву, поглощает из атмосферы углекислый газ и обеспечивает растения питательными веществами. Среди прочего он встречается в воздухе в виде пыли и участвует в образовании атмосферного льда — снега и града. Но никто не понимал, почему полевой шпат легко связывается с водой и его поверхность постоянно влажная.
Ответом на этот вопрос занялись две группы физиков из Австрии, Германии и Финляндии. Они изучили атомную структуру минерала и выяснили, что чередование ионов алюминия и кремния образует постоянно гидроксильную поверхность, с которой уже легко соединяется атмосферная влага. Две работы (1, 2) об этом вышли в журналах Journal of Physical Chemistry Letters и Nanoscale.
Исследователи проводили опыты с микроклином — силикатным минералом группы полевых шпатов с химической формулой KAlSi3O8. Образец поместили в сверхвакуумную камеру и расщепили его по естественной плоскости спайности — так, что две стороны оказались сухими. Однако при разломе ученые наблюдали всплеск давления воды. Физики предположили, что она взялась из глинистых включений внутри минерала либо из флюидных — микро- и наноразмерных полостей.
Именно эта вода, по мысли авторов, может гидроксилировать поверхность минерала. Дело в том, что кристаллическая структура полевого шпата триклинная и центросимметричная. Ее трехмерный каркас состоит из тетраэдров диоксида кремния и оксида алюминия, которые соединяются вершинами, а в крупные полости включен калий. Как раз к этим вершинам крепится влага из полостей, вследствие чего поверхность шпата становится гидроксильной сама по себе.
С помощью теории функционала плотности физики рассчитали энергию адсорбции воды. Выяснилось, что любые доступные молекулы H2O с вероятностью 100% прилипнут к микроклину. Поэтому атмосферная влага легко соединяется с поверхностью минерала.
Измерения на масс-спектрометре показали, что высвобожденной воды хватает для полного гидроксилирования поверхности. Удивительно, но сухая поверхность шпата попросту не образуется, поскольку минерал гидроксилируется сразу. Результаты исследования могут в дальнейшем помочь ученым разобраться, каким образом частицы полевого шпата образуют атмосферный лед.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии