Selama ekspedisi ke Kamchatka, para ilmuwan dari Departemen Kristalografi di St. Petersburg. Temuan-temuan itu dinamai sesuai dengan nama penduduk asli semenanjung: Itelmenite, Koryakite, dan Aleutite.
Yang terbaru dari studi ini telah diterbitkan dalam jurnal ilmiah Mineralogi Magazine. Selama enam tahun terakhir, kelompok ilmiah yang dipimpin oleh Profesor Oleg Siidra dari St. Petersburg. Objek geologis semacam itu dibedakan oleh keragaman mineraloginya yang kaya.
Setelah setiap perjalanan, para ilmuwan kembali dengan materi lapangan, yang studinya mengarah pada penemuan mengejutkan. Tiga mineral baru tidak terkecuali - struktur kristal dan sifat mereka bahkan tidak memiliki analog yang dekat di antara senyawa sintetis atau kelompok spesies mineral yang diketahui. Jadi, Itelmenite dan Koryakite mengandung anion sulfat, dan aleutite mengandung dua ion bermuatan negatif sekaligus - arsenat dan vanadat.
Kompleks aleutite vanadat-arsenat mengandung 13 unsur kimia sekaligus. Dalam strukturnya, kompleks yang tidak biasa dengan tembaga membentuk fragmen dari jerat Kagome. Elemen struktural seperti itu, kata kepala penelitian, profesor Universitas Negeri St. Petersburg Oleg Siidra, menunjukkan sifat magnetik yang sangat menarik. Kelompok ilmiah telah menunjukkan ini pada contoh mineral Dokuchaevite, yang baru-baru ini ditemukan oleh para ilmuwan.
“Selain itu, aleutite termasuk dalam kelas zat yang sangat menarik yang umum di antara senyawa sintetis, tetapi jarang untuk mineral: yang disebut padatan yang mengandung garam. Saluran lebar aleutite mengandung berbagai elemen yang signifikan dalam bentuk kompleks klorida yang netral secara elektrik dengan tembaga monovalen, kalium, timbal, rubidium, dan sesium.
Struktur kristal yang terbentuk menunjukkan bahwa aleutite, karena pembentukan kompleks frustrasi dengan tembaga, harus menunjukkan sifat-sifat cairan kuantum spin. Secara teori, penggunaan sifat magnetik seperti itu akan membantu menciptakan komputer kuantum yang tahan kesalahan,”jelas Oleg Siidra.
Struktur Itelmenit adalah jenis baru dari struktur rangka yang terbuat dari atom belerang, magnesium, dan tembaga. Karena kemiripan yang mencolok dari arsitektur struktur kristal mineral dan pola tradisional pada pakaian Itelmens, para ilmuwan memutuskan untuk memberi nama temuan itu untuk menghormati penduduk asli Kamchatka ini.
“Dalam kerangka struktur Itelmenit, ada saluran di mana atom natrium berada. Senyawa sintetis dengan komposisi serupa dan struktur kristal serupa digunakan sebagai baterai ion natrium dan baterai isi ulang. Pengembangan dan produksi baterai efisien baru adalah salah satu tugas terpenting industri teknologi tinggi modern di semua negara di dunia,”kata Oleg Siidra.
Koryakit, dinamai dari nama orang lain di semenanjung, Koryak, tidak biasa tidak hanya untuk mineral. Sulfat anhidrat dari logam transisi jarang terjadi di dunia mineral dan terbentuk hampir secara eksklusif di fumarol gunung berapi aktif atau di tempat-tempat di mana kebakaran batu bara alami terjadi.
Struktur kristal Koryakit juga milik salah satu bahan yang paling banyak dipelajari di zaman kita - NASIKON (dari NASICON Inggris - Na Super Ionic CONductor), di antaranya ada sangat sedikit mineral alami. Senyawa ini juga aktif digunakan dalam pembuatan baterai dan akumulator. Di antara bahan sintetis, lebih dari seratus NASIKON diketahui, namun komposisi temuan Kamchatka justru belum pernah ditemukan sebelumnya.
Sebagai hasil dari proses suhu tinggi dan pertumbuhan kristal dari gas pada fumarol, struktur kristal Koryakit sangat tidak biasa. Di satu sisi, ini mirip dengan struktur aluminium sulfat anhidrat sederhana. Tetapi di Koryakit, sebagian aluminium digantikan oleh magnesium, yang memungkinkan ion kalium dan natrium masuk ke saluran. Ini adalah keadaan terakhir yang memungkinkan kita untuk mempertimbangkan penemuan Kamchatka sebagai prototipe bahan yang menjanjikan untuk mikroelektronika. Untuk analisis yang lebih rinci tentang sifat-sifat Koryakit, para ilmuwan sekarang terlibat dalam sintesis analog murninya.
Sifat-sifat yang tidak biasa dari temuan yang berpotensi untuk digunakan dalam ilmu material dan industri harus diselidiki menggunakan analog sintesis dari mineral alam. Sampai saat ini, ahli kristalografi telah mampu mensintesis analog Itelmenite di laboratorium, yang akan memungkinkan mereka untuk mempelajari secara rinci sifat elektrokimianya.
Pengerjaan pembuatan sampel Koryakit murni tanpa pengotor masih berlanjut pada peralatan laboratorium Departemen Kristalografi. Data tentang struktur ketiga mineral baru diperoleh oleh anggota kelompok ilmiah Profesor Oleg Siidra dari St. Petersburg.
“Pendekatan ini - implementasi siklus penuh (dari pengumpulan bahan batu di lapangan hingga sintesis dan studi properti yang berhasil) dalam konteks strategi“Dari mineral ke bahan”- membedakan tim kami dari yang lain di Rusia dan dunia. Dalam beberapa tahun terakhir, kami telah berhasil memodelkan proses pembentukan mineral di gunung berapi, kami telah berhasil mendapatkan analog dari banyak mineral yang ditemukan oleh kelompok kami selama lima tahun terakhir di Kamchatka,”kata Oleg Iokhannesovich.
Kerja lapangan dan penelitian oleh tim peneliti didukung oleh hibah dari Russian Science Foundation (No. 16-17-10085) dan Russian Foundation for Basic Research (No. 19-05-00413).