Химикам из
университета Миннесоты впервые удалось провести детальные исследования процесса формирования кристаллов цеолита — пористого минерала, широко использующегося в различных типах фильтров, а также для извлечения различных компонентов из нефти и ее побочных продуктов.
Для получения детальной информации доктор Михаэль Цапатсис (Michael Tsapatsis) и его коллеги более года изучали рост кристаллов цеолита в лабораторных условиях. Используя современные приборы, в том числе и новейшие микроскопы High-Resolution Transmission Electron Microscope и Small Angle X-Ray Scattering System, ученые смогли наблюдать изменения в кристаллах в масштабах нескольких нанометров.
Исследования показали, что цеолиты формируются поэтапно иерархическим образом. Сначала образуются кремний-водородные наночастицы, которые затем собираются в более сложные комплексы, присоединяя к себе другие атомы и молекулы, но сохраняя при этом пористую структуру. На основе наблюдений ученые разработали систему уравнений, которая описывает процесс образования и роста кристаллов.
Если будет найден способ изменения пористой структуры и формы кристаллов, область применения цеолита может расшириться до катализаторов и биоимплантов.
В настоящее время ученые работают над созданием
тонких пленок из микрокристаллического порошка цеолита, с помощью которых планируется заменить энергетически неэффективные виды разделения, например, дистилляцию, на мембранное разделение. Цеолитные пленки будут также применяться в различных микросенсорах и оптоэлектронике.
Поделиться