2016-8-6 12:07 |
Российские и канадские химики выяснили, что минералы жемчужниковит и степановит, найденные в 1960 годах в угольных шахтах Якутии, являются природным аналогом синтетических металл-органических каркасов (МОК), пористых полимеров с уникальными свойствами, говорится в статье, опубликованной в журнале Science Advances.
«Это открытие полностью переворачивает наши представления о том, что эти популярные в химии материалы являются «чистой» синтетикой, изобретением человека. Их открытие говорит о том, что в природе могут существовать еще более крупные запасы МОК. Если бы первооткрыватели жемчужниковита могли определить его структуру, наука прыгнула бы на 30 лет вперед», передает РИА «Новости» слова Томислава Фришчиса из университета Макгилла (Канада).
История этого открытия берет свое начало с того, что Фришчис и его коллега по университету, Игорь Гускис, изучали один из каталогов минералов, выпускаемых канадскими геологическими организации. В нем они натолкнулись на описание двух необычных органических минералов степановит и жемчужниковит, открытых советскими геологами в 1940-х и 1960-х годах в одной из угольных шахт в Сибири.
Они представляют собой тонкие полупрозрачные прожилки или кристаллики зеленого «стекла», которые были найдены в виде включений в пластах угля и других осадочных горных пород, пропитанных природной уксусной кислотой, что бывает крайне редко и что можно встретить только в условиях вечной мерзлоты.
Структура кристаллов степановита и жемчужниковита была неизвестной, однако советские ученые определили их формулу они состоят из натрия, железа, магния, алюминия, органических кислот-оксалатов и воды и описали то, как рентгеновские лучи отражаются от его поверхности.
Их состав и данные по рентгеновской кристаллографии натолкнули Гускиса и Фришчиса на мысль, что они крайне похожи на так называемые «металл-органические каркасы» сложные полимерные материалы, похожие по структуре на пчелиные соты, обладающие очень высокой пористостью и прочностью. В современном мире МОК используются для создания фильтров, способных улавливать углекислоту или водород и удерживать в себе огромные количества этих газов.
Для проверки и подтверждения этой идеи Гускис и Фришчис обратились за помощью к двум российским геологам Игорю Пекову из МГУ им. М. В. Ломоносова и Сергею Кривовичеву из Санкт-Петербургского государственного университета. Они помогли канадским исследователям найти источник этих минералов шахты Туллах и Чай-Тумус в Якутии, получить образцы жемчужниковита, определить структуру его кристалла и создать его синтетические аналоги.
Как оказалось, жемчужниковит и степановит действительно принадлежат к числу металл-органических каркасов они состоят из множества углеводородных нитей, заплетенных в своеобразные «снежинки» и «соты», в центре которых находятся ионы металлов, соединенные с молекулами воды. Эти ионы, как к сожалением отмечают ученые, мешают данным природным минералам впитывать СО2 и водород, из-за чего их нельзя использовать в промышленных целях.
По мнению ученых, залежи этих «синтетических» минералов в Якутии являются уникальными других мест на Земле, где присутствуют большие количества уксусной кислоты в условиях вечной мерзлоты, скорее всего, нет. Тем не менее, канадские исследователи планируют продолжить поиски природных версий МОК в попытке найти более интересные соединения, чем те, которые создала не природа, а химики.
Закладки:
.
Подробнее читайте на vz.ru ...
