200年地质之谜终获解，白云石首次在实验室种植成功

发布时间：2024-04-18 17:47:09 来源：惊猿脱兔网 作者：百科

科技日报记者 刘霞

200年来，年地科学家一直未能在实验室种植出一种自然形成的质之种植常见矿物“白云石”，但现在，谜终来自美国和日本的获解科学家终于取得了成功。发表于最新一期《科学》杂志的石首研究成果，有望为半导体、次实成功太阳能电池板等领域带来性能更优异的验室材料。

白云石广泛存在于意大利白云石山脉、年地加拿大尼亚加拉瀑布、质之种植英国多佛白崖和美国犹他州胡杜斯，谜终在有1亿年历史的获解岩石中非常丰富，但在较年轻的石首地层中几乎难觅芳踪。了解白云石在自然界中如何生长，次实成功有助于促进现代技术所需要材料的验室晶体生长。

密歇根大学研究人员最终在实验室中种植出白云石的年地秘诀是：在其生长过程中去除矿物质结构内的缺陷。白云石在生长过程中形成的缺陷使一层有序的白云石需要1000万年才能形成，但幸运的是，这些缺陷并没有“被锁死”。因为无序的原子比有序的原子更不稳定，用水冲洗矿物时，它们最先溶解。因此，如果被雨水或潮汐反复冲洗掉这些缺陷，只需几年时间就能形成一层白云石。

准确模拟白云石的生长过程需要大量算力，为此研究团队开发出一款新软件，使原本需要5000个CPU工作1小时的工作在2毫秒内完成，让他们得以在地质时间尺度上模拟白云石的生长。

北海道大学研究人员则借助透射电子显微镜测试了上述理论。他们将一小块白云石晶体放入钙和镁的溶液中，随后在2小时内朝其发射4000次电子束，消除了缺陷，而接受了“脉冲”洗礼的白云石生长了约100纳米。

研究人员表示，过去科学家想要制造没有缺陷的晶体材料只能慢慢生长，但最新研究表明，如果在晶体生长过程中周期性地溶解缺陷，可以快速生长出无缺陷的材料。这项研究有助于为半导体、太阳能电池板等制造出更高质量的材料。

研究人员孙文浩（图左）及其博士后金圣洙（音译）
图片来源：密歇根大学官网

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