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我们制造矿物的能力可以改变宝石市场、医疗行

 
恒达平台怎么样? 我们制造矿物的能力


上个月,科学家们发现了一种叫做埃斯斯科特的矿物。矿物是固体的、自然存在的非生物物质,如石英或赤铁矿。这种新矿物是在对维德伯恩陨星进行研究后发现的。维德伯恩陨星是1951年在维多利亚中部发现的一种金属状的岩石。
 
埃斯斯科特岩由铁和碳组成,恒达黑吗很可能是在另一颗行星的核心内形成的。它是一种“真正的”矿物,指的是在地球或外太空的地质过程中自然产生和形成的一种矿物。
 
但是,尽管韦德伯恩陨石是已知的第一个埃斯斯科特岩的发现,地球上还发现了其他新矿物,它们是人类活动(如采矿和矿物加工)形成的物质。这些被称为人为矿物。
 
在大约5200种已知矿物中,真正的矿物占大多数,而国际矿物学协会批准为矿物的人造矿物约有208种。
 
有些是故意制造的,有些是副产品。不管怎样,制造矿物的能力对我们迅速增长的人口的未来有着巨大的影响。
 
气候变化是我们面临的最大挑战之一。在各国政府就燃煤电厂的未来展开辩论之际,二氧化碳仍在不断释放到大气中。我们需要创新的策略来抓住它。
 
积极制造矿石,例如nesquehonite是一种可能的方法。它在建筑和建造中有应用,制造它需要从大气中去除二氧化碳。
 
当镁质岩石缓慢分解时,内闪石自然形成。在澳大利亚首都地区和新南威尔士州的帕迪河矿场已经发现了这种病毒。
 
但科学家们发现,它也可以通过将二氧化碳放入碱性溶液中,并与氯化镁或碳酸钠/碳酸氢盐发生反应而生成。
 
这是一个不断发展的研究领域。
 
新南威尔士州Woodsreef石棉矿的科学家发现,当石棉尾矿被动地吸收大气中的二氧化碳时,就会产生其他合成矿物,如水滑石。
 
你可以说这是一种“现代炼金术”,如果加以利用,可能是大规模吸收空气中二氧化碳的有效方法。
 
满足社会对金属的需求
 
采矿和矿物加工的目的是从矿石中回收金属,这是一种自然发生的岩石或沉积物,含有足够的矿物和经济上重要的元素。但通过采矿和矿物加工,也可以创造新的矿物。
 
熔炼被用于生产一系列的商品,如铅、锌和铜,通过将矿石加热到高温来生产纯金属。
 
这个过程还会产生一种类似玻璃的废料,叫做熔渣,熔渣是以熔融液体的形式沉积的,类似于熔岩。
 
这是一张从西班牙里约热内卢矿业公司收集的历史渣的背散射电子显微镜图像。塔斯马尼亚大学的Anita Parbhakar-Fox收集的图片

一旦冷却下来,熔岩和矿渣在结构和矿物学上的相似性就变得非常清晰。
 
微尺度检测表明,炉渣中的人造矿物具有一种独特的能力,能够将金属融入到它们的晶格中,这在自然界是不可能的。
 
这意味着从矿山废料(一种潜在的二次资源)中回收金属可能是一种有效的方式来补充社会日益增长的金属需求。挑战在于开发成本有效的流程。
 
我们越来越多的关于如何制造矿物的知识也可能对日益增长的合成宝石制造业产生重大影响。
 
2010年,剑桥公爵夫人凯特•米德尔顿(Kate Middleton)收到的价值约30万英镑(合558,429美元)的订婚戒指令全世界肃然起敬。
 
这枚戒指镶有12克拉的蓝宝石,周围环绕着14颗接龙钻石,镶嵌着18克拉的白金。
 
它的复制品已经被世界各地的人们买到,但价格只是它的一小部分。如何?
 
1837年,Marc Antoine Gardin证明了蓝宝石(矿物学上称为刚玉或氧化铝)可以通过与其他物质如铬或硼酸反应来复制。这就产生了一系列看似相同的彩色石头。
 
在仔细检查后,一些特性可能会有所不同,比如瑕疵和气泡的存在,以及石头的硬度。但只有宝石学家或宝石爱好者才会注意到这一点。
 
金刚石也可以通过高压、高温或化学气相沉积的方法合成。
 
合成钻石的化学成分、晶体结构和物理性质与天然钻石基本相同。Instytut Fizyki Uniwersytet Kazimierza挥剑
 
随着天然宝石越来越难找、越来越贵,恒达集团制造人造宝石变得越来越重要。在一些国家,矿工的权利也受到侵犯,这引起了伦理问题。
 
医疗及工业应用
 
人造宝石也有工业应用。它们可用于窗户制造、半导体电路和切割工具。
 
一个完全人造矿物的例子是一种叫做钇铝石榴石(YAG)的东西,它可以用作激光。
 
在医学上,这些激光被用来矫正青光眼。在牙科手术中,它们允许切除柔软的牙龈和组织。
 
开发新矿物的举措也将支持通过创造“量子材料”来进行深空探索的技术。
 
量子材料具有独特的性质,将帮助我们创造新一代的电子产品,这将对太空旅行技术产生重大影响。也许这能让我们有一天参观埃斯考特的出生地?
 
阅读更多:量子材料将如何使《星际迷航》技术成为现实
 
在未来的几十年里,人造矿物的数量将会增加。与此同时,为它们找到新用途的机会也在增加。
 
通过扩大我们制造矿物的能力,恒达平台我们可以减轻对现有资源的压力,并找到解决全球挑战的新方法。

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