Hakmanito (dar kitaip vadinamo sodalitu) švytėjimas yra įdomus gamtos reiškinys, kuris mokslininkams jau ilgą laiką buvo paslaptis.

Geologai pirmą kartą šį mineralą aprašė 1800 m. Juos suintrigavo mineralo gebėjimas švytėti ryškiai rausvu atspalviu tamsoje, ir „išjungti“ savo švytėjimą šviesoje.

Naujame tyrime tiksliai aprašoma, kaip tam tikri hakmanitų tipai ima švytėti tamsoje. Svarbiausia yra subtili natūralių mineralų priemaišų sąveika, kurią lemia jų susidarymo būdas.

Žinojimas, kaip hakmanitas tamsoje gali švytėti, mokslininkams padės kurti sintetines medžiagas, galinčias švytėti tamsoje be jokio energijos šaltinio, pavyzdžiui, ant avarinio išėjimo ženklo.

„Mes atlikome daugybę tyrimų su sintetiniais hakmanitais ir sugebėjome sukurti medžiagą, kurios švytėjimas ryškiai ilgesnis nei natūralaus hakmanito“, – sako Suomijos Turku universiteto medžiagų chemikė Isabella Norrbo. – „Tačiau sąlygos, turinčios įtakos liuminescencijai, iki šiol buvo neaiškios.“

Buvo ištirtas tiek eksperimentinių, tiek skaičiavimo duomenų derinys, siekiant nustatyti, ar sieros, kalio, titano ir geležies koncentracijos bei balansas buvo svarbiausi, kai kalbama apie hakmanito skleidžiamą šviesą.

Visų pirma buvo nustatyta, kad titanas yra iš tikrųjų švytintis elementas, o pats švytėjimas yra veikiamas elektronų perdavimo. Tačiau vien titano koncentracijos nepakanka, kad būtų sukurta liuminescencija, taip pat reikalingas tinkamas kitų elementų derinys.

Tyrėjai teigia, kad sintetines medžiagas galima patobulinti ir padaryti efektyvesnes bei patikimesnes atliekant tokius tyrimus, net jei gamta nesugeba suderinti švytėjimo, kurį galima sukurti laboratorijoje, stiprumo.

„Šiuo metu naudojamos visos medžiagos yra sintetinės, ir, pavyzdžiui, medžiaga su panašiu žaliu pošviesiu įgauna švytėjimą iš elemento, vadinamo europiu“, – sako Suomijos Turku universiteto medžiagų chemikė Mika Lastusaari.

„Sunkumas naudojant šią medžiagą yra tas, kad net jeigu prie jų galima pridėti norimą elementą, skleidžiantį liuminescenciją, negalima numatyti jų švytėjimo savybių.“

Tyrime buvo panaudoti hakmanito pavyzdžiai iš Grenlandijos, Kanados, Afganistano ir Pakistano. Tarptautinė chemikų, mineralogų, geologų, fizikų, statistikos specialistų ir kitų mokslininkų komanda dalyvavo tiksliai nustatant, kas vyksta su hakmanitų švytėjimu.

Komanda pastebėjo reikiamą oranžinės fotoliuminescencijos (absorbuotų fotonų pavertimo šviesa), mėlynos (skleidžiamos šviesos be kaitinimo) ir nuolatinės liuminescencijos mišinį bei purpurinį fotochromizmą (cheminio virsmo formą, kurią sukelia elektromagnetinė spinduliuotė).

Tai sudėtingas natūralių elementų ir cheminių reakcijų mišinys, tačiau rezultatas turėtų būti geresnės sintetinės medžiagos sukūrimas, galinčios atitikti tokio pobūdžio švytėjimą. Kalbant apie medžiagų mokslą, svarbu ne tik tai, kokia ryški yra liuminescencija, bet ir tai, kiek ji trunka.

„Pasinaudoję šiais rezultatais, mes gavome vertingos informacijos apie sąlygas, turinčias įtakos hakmanitų švytėjimui“, – sako Lastusaari.

„Nors gamta šiuo atveju nesugebėjo suformuoti tokios efektyvios švytėjimo medžiagos kaip sintetinėse medžiagose, gamta ženkliai padeda kurti vis efektyvesnes švytinčias medžiagas.“

Tyrimas buvo paskelbtas „Chemistry of Materials“.

Komentarai ()