Прорыв в науке: ученые разгадали загадку светящегося камня (фото)

Послесвечение минерала хакманита (или серого содалита ) — это увлекательное природное явление, которое долгое время оставалось загадкой для ученых. Даже если теперь они могут создавать синтетические материалы, которые светятся в темноте более эффективно, чем что-либо в природе, этот минерал завораживает и удивляет. Он не просто отражает свет, а действительно становится его непосредственным источником. Теперь ученые знают, как это происходит.

Настоящая загадка природы

Геологи впервые описали минерал в 1800-х годах. Они были заинтригованы его тенденцией мягко светиться ярко-розовым оттенком, когда его разбивают или помещают в темноту. Это свечение было видно даже на фото. Более поздние исследования сузили бы химический состав этой характеристики, но точная природа реакции оказалась неуловимой. Теперь новое исследование показывает, как именно определенные типы хакманита сохраняют часть своего свечения при переходе от яркого к темному режиму.

Ключ этой загадки — в тонком взаимодействии природных примесей камня в процессе его образования. Лучшее понимание того, как хакманит может излучать белое свечение в темноте, в дальнейшем поможет ученым разработать собственные синтетические материалы, которые могут стать источником света без электричества. Это было бы полезно, например, для обозначения аварийного выхода.

Долгожданная разгадка — результат многолетней работы

«Мы провели множество исследований с синтетическими хакманитами и смогли разработать материал, который также может светиться в темноте. Мы разгадали, на чем основан этот процесс в минерале», - говорит химик-материаловед Изабелла Норрбо из Университета Турку в Финляндии. Комбинация экспериментальных и расчетных данных была изучена, чтобы определить, что концентрации и баланс серы, калия, титана и железа были наиболее важными, когда дело касалось послесвечения, испускаемого хакманитом.

В частности, было обнаружено, что действительно светящимся элементом является титан, причем само свечение обеспечивается переносом электронов. Однако одной концентрации титана недостаточно для создания люминесценции, также требуется правильное сочетание других элементов. Исследователи говорят, что синтетические материалы можно улучшить и сделать более эффективными и надежными с помощью такого рода исследований.

Неограниченные возможности в будущем

Теперь ученые работают над тем, чтобы создать в лаборатории синтетические источники свечения на основе хакманита. «Мы используем разные материалы для создания нового элемента свечения, - говорит химик-материаловед Мика Ластусаари из Университета Турку, - но эта работа сложна, потому что даже после добавления желаемого элемента, излучающего свет, свойства конечного продукта предсказать невозможно».

Это сложное сочетание природных элементов и химических реакций, но в результате должны получиться синтетические материалы лучшего качества, которые могут соответствовать этим видам свечения. С точки зрения материаловедения важна не только яркость люминесценции, но и ее продолжительность. Ученые получили ценный опыт, и теперь могут формировать новые материалы с теми же свойствами, постепенно совершенствуя их. Сама природа помогла им в разработке светящихся материалов, превосходящих хакманит по многим параметрам.