Зафиксирована нуклеация кристалла

Ученые из Калифорнии смогли зафиксировать первый этап образования минерала — нуклеацию, когда молекулы собираются в миниатюрный кристалл, который затем начинает развиваться с большой скоростью.

Нуклеация начинается мигом и непредсказуемо, поэтому исследователям потребовался микроскоп, который смог бы следить за состоянием молекул постоянно в реальном времени.

Под микроскопом ученые создали миниатюрную лабораторию, в которой смешали в воде гидрокарбонат кальция (это пищевая сода) и хлорид кальция. При достаточной концентрации вещества начиналось развитие кристаллов. Оказывается, данный процесс проходит самыми различными путями. Некоторые кристаллы возникали в две стадии: сначала появлялись каплевидные частицы из аморфного карбоната кальция (АКК), а потом на их поверхности — кристаллы арагонита либо фатерита. По мере рождения новые кристаллы поглощали карбонат кальция из капли, на которой они появлялись. Другие кристаллы формировались прямо из раствора, минуя этап АКК. Иногда в одном опыте возникало множество форм: на вершине кристалла арагонита рождался кальцит, пока рядом росли кристаллы фатерита.

Далее автор опытов Джеймс Де Йорео cобирается выяснить, каким образом нуклеацию организуют живые организмы, строящие себе раковины и жемчужины.