Свечение хакманита (также известного как содалит) — интересное природное явление, долгое время остававшееся загадкой для ученых, сообщает kratko-news.com.
Впервые геологи описали этот минерал в 1800 году. Их заинтриговала способность минерала светиться ярко-розовым оттенком в темноте и «выключать» свое свечение на свету.
Новое исследование точно описывает, как определенные типы хакманитов начинают светиться в темноте. Наиболее важным является тонкое взаимодействие природных минеральных примесей, которое определяется способом их образования.
Знание того, как хакманит может светиться в темноте, поможет ученым создавать синтетические материалы, которые могут светиться в темноте без какого-либо источника энергии, например, на знаке аварийного выхода.
«Мы провели много исследований с синтетическими хакманитами, и нам удалось создать материал, который светится значительно дольше, чем природный хакманит», — говорит Изабелла Норрбо, химик-материаловед из Университета Турку, Финляндия. «Однако условия, влияющие на люминесценцию, до сих пор неясны».
Комбинация экспериментальных и расчетных данных была исследована, чтобы определить, являются ли концентрации и баланс серы, калия, титана и железа наиболее важными, когда речь идет о свете, излучаемом хакманитом.
В частности, было обнаружено, что титан действительно является люминесцентным элементом, а сама люминесценция подвержена переносу электрона. Однако одной концентрации титана недостаточно для получения люминесценции, и требуется подходящая комбинация других элементов.
Исследователи говорят, что синтетические материалы можно улучшить и сделать более эффективными и надежными в таких исследованиях, даже если природа не может сопоставить интенсивность свечения, которое можно создать в лаборатории.
«Все используемые в настоящее время материалы являются синтетическими, и, например, материал с таким же зеленым светом приобретает свечение от элемента, называемого европейским», — говорит Мика Ластусаари, химик-материаловед из Университета Турку, Финляндия.
«Сложность использования этого материала заключается в том, что даже если к ним можно добавить желаемый элемент, излучающий люминесценцию, их свойства свечения невозможно предсказать».
В исследовании использовались образцы хакманита из Гренландии, Канады, Афганистана и Пакистана. Международная группа химиков, минералогов, геологов, физиков, статистиков и других ученых участвовала в определении того, что происходит со свечением хакманита.
Команда наблюдала требуемую смесь оранжевой фотолюминесценции (преобразование поглощенных фотонов в свет), синего (излучаемый свет без нагрева) и непрерывной люминесценции и пурпурного фотохромизма (форма химического преобразования, вызванного электромагнитным излучением).
Это сложная смесь природных элементов и химических реакций, но результатом должно стать создание более качественного синтетического материала, который может соответствовать этому виду свечения. Когда дело доходит до материаловедения, важно не только то, насколько ярким будет свечение, но и как долго оно длится.
«Воспользовавшись этими результатами, мы получили ценную информацию об условиях, которые влияют на свечение хакманитов», — говорит Ластусаари.
«Хотя природа этого случая не смогла сформировать эффективные светящиеся материалы в качестве синтетических материалов, природа значительно облегчила разработку более эффективных флуоресцентных материалов».
