Científicos de Múrmansk, encuentran un mineral transformador en el Ártico
Múrmansk, Múrmansk, Rusia, Europa.- Empleados del Laboratorio de Tecnologías Similares a la Naturaleza y Seguridad Tecnológica del Ártico del Centro Científico Kola de la Academia Rusa de Ciencias, con la participación de colegas de la Universidad Estatal de Moscú, la Universidad Estatal de San Petersburgo y el Museo y Centro de Exposiciones Apatit, investigaron el mecanismo de transformación de la parakeldyshita en keldyshita.
También se aclararon la fórmula química y la estructura cristalina de la keldyshita. El descubrimiento no solo es fundamental para la mineralogía y la geoquímica, sino también tiene un valor aplicado en la ciencia de los materiales.
La keldyshita se encontró por primera vez en el Macizo Lovozero de la Península de Kola en 1962 y se reexaminó mediante métodos modernos de análisis de difracción de rayos X, microscopía electrónica de barrido y microanálisis químico. Los datos obtenidos mostraron que casi todas las muestras previamente consideradas keldyshita son parakeldyshita parcialmente protonada y con deficiencia de sodio. El mecanismo de transformación y transición de parakeldyshita a keldyshita se estudió mediante experimentos de laboratorio sobre la hidrólisis de parakeldyshita en soluciones de ácido clorhídrico de diferentes concentraciones y a diferentes temperaturas.
Los experimentos demostraron que, incluso en condiciones suaves, el mineral pierde una parte significativa de su sodio y, al aumentar la concentración de ácido y el tiempo de reacción, comienza a formarse keldyshita en la estructura. El eslabón clave del mecanismo de transformación es la formación de un fuerte enlace de hidrógeno en la keldyshita, ausente en la parakeldyshita original. Este enlace desencadena una cadena de deformaciones de bisagra en la estructura de circonio-silicio-oxígeno, modificando la geometría de los canales cristalinos por donde se mueven los iones de sodio. Como resultado, se liberan algunas posiciones de sodio y aparecen vacantes en la estructura, lo que altera radicalmente sus propiedades fisicoquímicas.
La fórmula refinada de la keldyshita, basada en los resultados de los estudios, es Na□ZrSi₂O₆(OH), donde □ representa las vacantes, lo que confirma su condición de especie mineral independiente. Recientemente, la Comisión Internacional de Nuevos Minerales y Nomenclatura propuso una fórmula para ambos minerales: Na₂ZrSi₂O₇, que fue refutada por los resultados de los estudios. Como ha demostrado el trabajo de los científicos, una revisión exhaustiva de datos antiguos utilizando equipos modernos de última generación no solo puede aclarar ideas fundamentales sobre la composición y la estructura de los minerales, sino también impulsar el desarrollo de nuevos materiales funcionales.
El estudio ha supuesto una contribución significativa al desarrollo de la ciencia mineralógica y de los materiales en Rusia. Se refinó la estructura cristalina de los minerales del grupo de la keldyshita, lo cual es importante para la base de datos internacional IMA y para la mineralogía fundamental. Se ha identificado un mecanismo de transformación que permite predecir los cambios poscristalización y el comportamiento de los minerales en condiciones naturales. Esto abre la posibilidad de reconstruir la historia geoquímica de la formación de las rocas del macizo de Lovozero.
Los científicos también descubrieron que los minerales de este grupo poseen propiedades prometedoras para su uso como conductores iónicos, tamices moleculares y absorbentes de metales pesados. El control de la estructura de los canales iónicos, así como el conocimiento del efecto de la protonación en su geometría, abren el camino a la síntesis específica de materiales con características específicas.
Los resultados del estudio se publicaron en la revista Crystallography.
