2009年1月14日
它具有美丽的,但也是一个不愉快的一面:结晶决定了珍贵的石头的形状,但也导致洗衣机的石灰比例。这是如何产生的,已经闻名了很长时间 - 还是有?科学家Max Planck胶体和界面研究所现在对既定理论都感到不安,该理论无法解释许多现象。研究人员研究了碳酸钙的结晶,通常称为粉笔,发现稳定的纳米簇在水中形成少量溶解的碳酸钙 - 并非过去假定它是如何发生的。这些小粉笔颗粒会产生最终将洗衣机静止的石灰秤沉积物。欧洲杯猜球平台以前,这也是一个未知的事实,即结晶碳酸钙的结构取决于溶液的碱度。这些新发现可能为应对洗衣机的石灰量表提供帮助,并有助于解释生物矿物质的复杂结构,并更好地理解海洋作为二氧化碳水槽的作用。(欧洲杯线上买球科学,2008年12月19日)
碳酸钙无处不在:每个人都可能一次或一次握着一根黑板粉笔,或者围在洗衣机中形成的沉积物。它是大理石,白云岩和许多类型的沉积物的主要成分,也可以在螃蟹,贻贝,蜗牛,海胆和单细胞生物体的壳中发现。这些生物材料具有使欧洲杯足球竞彩它们在医学和建筑材料技术中应用的有趣特性。它们在纳米镜下的晶体的巧妙结构使它们特别健壮。欧洲杯足球竞彩材料科学家想知道生物如何生成这些结构,以便它们可以复制它们。
波茨坦附近GOLM的Max Planck Institute的研究人员现在已经为实现这一目标做出了贡献,证明碳酸钙晶体的创造与以前认为形成的方式不同。当钙和碳酸盐离子聚集在溶液中时,它们会形成由约70个钙和碳酸盐离子组成的稳定纳米簇 - 即使在非常柔软的水中,它们也可以做到这一点,这是粉笔通常不会沉淀的稀溶液。如果溶解的碳酸钙的浓度增加,则簇凝结在一起,矿物质结晶。
早期
领导该研究的HelmutCölfen说:“似乎已经决定了簇的簇何时(三种无水晶体结构中的哪个碳酸钙都会假设。”“我们还观察到晶体结构取决于pH水平。”pH值表示溶液的酸度或碱度。在低碱性条件下,碳酸钙形成方解石,其最稳定的晶体结构。在更碱性的环境中,它创建了一种非稳定的晶体结构Vaterite。
丹尼斯·盖鲍尔(Denis Gebauer)解释说:“我们的结果表明,pH水平影响了这些簇中离子组在一起的方式,这仅是两个纳米的大小。”在此阶段,它们不形成常规的晶体结构,但是很有可能晶体的基本排列已经可以识别。如果簇,则将组合成越来越大的聚集体,则可以保留此排列。最初创建了一种瞬态无定形形式,即一种非晶体固体,然后变成晶体。
有机体更容易干预
如果结晶确实确实采用了这条路线,则更容易理解贻贝如何构建其壳或海胆形成其刺。由于结晶开始的微小簇是稳定的,因此只有在早期阶段才能干预以影响结构。他们可能会使用pH值或生物分子来做到这一点。
到目前为止盛行的结晶理论几乎没有足够的余地来早期影响正常晶格中的离子排列。它假设离子直到超过一定浓度之前才组合在一起。如果这些簇未达到最小尺寸,它们会分解。只有当它们超出“临界晶体核”的大小时,核才有可能生长成晶体。因此,最早的晶体结构可能会影响临界核。
GOLM中的研究人员使用磷酸钙和草酸钙来测试其他矿物是否也遵循这种结晶途径。磷酸钙是骨骼和牙齿的主要成分。肾结石主要由草酸钙组成。科学家对这些材料进行了与碳酸钙相同的测试。欧洲杯足球竞彩滴下滴剂,他们将含有钙离子的溶液添加到具有其他成分的溶液中 - 即碳酸盐,磷酸盐或草酸根离子。通过特殊电极,他们测量了溶液中存在多少钙离子。事实证明,在使用磷酸钙和草酸钙的实验中,可用的离子少于研究人员所添加的离子 - 因此,它们必须被固定成簇,就像碳酸钙一样。
原作:
Denis Gebauer,AntjeVölkel,HelmutCölfen“稳定的核细胞钙碳酸钙簇”