Mika, suyun mineralleri nasıl taşıdığına dair ipucu sağlar

Anonim

Çeşitli çevresel süreçleri anlamak ve kirliliğin etkilerini daha iyi ele almayı öğrenmek için, bilim adamları, elementlerin çevreyi, özellikle su ve mineraller arasındaki ara yüzeylerdeki hareketlerini izlemekle ilgilenmişlerdir.

ABD Enerji Bakanlığı (DOE) Argonne Ulusal Laboratuvarı'ndan yapılan yeni bir çalışmada, Illinois Üniversitesi ve Chicago Üniversitesi ve Delaware Üniversitesi işbirliğiyle, kimyacılar su ve muskovit mika, düz bir mineral arasındaki ara yüze bakabilmiştir. Genellikle granit, toprak ve birçok çökelti bulunur. Özellikle araştırmacılar, rubidyumun yakalanmasına ve serbest bırakılmasına, yani potasyum ve sodyum gibi ortak elementlerden daha kolay bir şekilde birbiriyle yakından ilişkili olan bir metale bakmışlardır.

Deneyde, araştırmacılar mika üzerinde rubidyum içeren bir çözelti aktı, bu da midyenin yüzeyine yakın olarak doğal olarak oluşan potasyumun yerine rubidyum atomlarının neden olmasına neden oldu. Daha sonra rubidyum solüsyonu, sodyum içeren bir yerine konmuş ve bu da rubidyum atomlarının yerini almıştır.

Araştırmayı yürüten Argonne kimyacı Sang Soo Lee'ye göre, iyon taşınımının dinamikleri büyük ölçüde mika ve su arasındaki arayüzde elektrostatik özellikler tarafından kontrol edildi. Esasen, rubidyum atomları mika yüzeyine benzer şekilde giysilere nasıl yapışır? Tutuşma davranışının gücü esas olarak mika'nın yüzeyi ve rubidyum arasında kaç tane su molekülü bulunduğuna göre belirlendi - daha az su molekülü, daha sıkı tutunma.

Lee ve Argonne meslektaşı, kimyager Paul Fenter, Arsonne'ın Bilim Kullanıcı Tesisi DOE Ofisi olan Gelişmiş Foton Kaynağı'nı, rezonans anormal röntgen yansıtıcılığı olarak adlandırılan bir teknik kullanarak rubidyumun aktivitesini gözlemlemek için kullandı. Bu teknik, bilim adamlarının bir arayüzde tek bir elemanın pozisyonunu incelemesine izin verir.

Fenter, "Aslında, bir ağaçta bir saka kuşu aramak ve sadece sarı şeylerin olduğu yeri gösteren bir teknik kullanmak gibi." Dedi.

Tekniği kullanarak araştırmacılar, verileri sinyalden ölçmek için gereken süreyi yoğunlaştırabildiler. Fenter, "Normalde bu verilerin ölçülmesi saatler alıyor, ancak şimdi bir veya iki saniyelik bir zaman çözünürlüğümüz olabilir." Dedi.

Bu tür arayüzlerin gerçek zamanlı dinamiklerinin bir resmine sahip olmak, bilim adamlarına iyonların yüzeyleri enerjisel olarak nasıl etkilediğine dair yeni bir bakış açısı sunar. Lee, “Bir havaalanında uçak seyretmek gibi deneylerimizi düşünürseniz, daha önce sadece Boeings veya Cessnas'ın ne kadar olduğunu biliyorduk” dedi. "Şimdi, uçakların kalkış ve inişlerini izlemek için bir yolumuz var."

Araştırmaya dayalı bir çalışma olan "Muskovit-su arayüzündeki katyon değişim kinetiği ve dinamiklerinin gerçek zamanlı gözlemleri" 9 Haziran'da Nature Communications'da yayınlandı.

menu
menu