半岛综合体育官方app下载两个世纪以后，科学家们无间未能正在实习室中依照天然酿成的条款教育出一种常见的矿物。现正在，密歇根大学和日本札幌北海道大学的一个探讨幼组终究胜利了，这要归功于从原子模仿中开展出来的一种新表面。
孙文浩讲授浮现他一面保藏的白云石。孙讲授从质料科学的角度探讨矿物的晶体发展。通过领悟原子是怎样连合正在一同酿成自然矿物的，他信托咱们可能揭示晶体发展的根基机造，从而可能更速、更高效地筑筑效用质料。材料起源：Marcin Szczepanski，密歇根工程学院多媒体故本家儿讲人。
他们的胜利治理了一个被称为白云石题目标长久地质学之谜。白云石是意大利白云石山脉、尼亚加拉大瀑布、多佛尔白悬崖和犹他州胡多斯山脉的紧要矿物--正在1亿年以上的岩石中含量特地丰饶，但正在较年青的地层中简直不存正在。
密歇根大学质料科学与工程系陶氏早期职业生活帮理讲授孙文浩和孙讲授探讨幼组的质料科学与工程博士生金秀丽浮现了他们实习室收罗的白云石岩石。这两位科学家提出的表面可能最终注解地球上白云石丰采这一长达两个世纪之久的谜题。图片起源：密歇根工程学院多媒体故本家儿讲人 Marcin Szczepanski。
密歇根大学质料科学与工程系陶氏早期职业讲授、近来宣告正在《科学》（Science）上的论文的通信作家孙文浩说：借使咱们领悟白云石正在天然界中是怎样发展的，咱们就可以学到增进当代技艺质料晶体发展的新政策。
正在实习室中最终教育出白云石的窍门是正在其发展经过中打消矿物构造中的缺陷。当矿物正在水中酿成时，原子普通会划一地重积正在晶体发展轮廓的边际。然而，白云石的发展边际起钙和镁瓜代布列构成。正在水中，钙和镁会随机地附着正在发展中的白云石晶体上，往往会落正在差池的名望上，并形成缺陷，导致无法酿成更多的白云石层。这种无序状况会使白云石的发展速率减慢，也即是说，仅酿成一层有序的白云石就需求 1000 万年的时辰。
白云石晶体边际的构造。成排的镁（橙色球体）与成排的钙（蓝色球体）瓜代呈现，中央混合着碳酸盐（玄色构造）。粉赤色箭头透露晶体发展的对象。钙和镁普通会不恰表地附着正在发展边际，从而阻拦白云石的发展。材料起源：金秀丽，密歇根大学质料科学与工程专业博士生。
好运的是，这些缺陷并没有被锁定。因为无序原子不如准确名望上的原子安宁，以是正在用水冲刷矿物时，它们会起首融化。几次冲刷这些缺陷--比如，雨水或潮汐轮回--只需数年就能酿成白云岩层。跟着地质年代的推移，白云石会聚集成山。
为了精确模仿白云石的发展，探讨职员需求揣测原子附着正在现有白云石轮廓的强度或疏松水平。最无误的模仿需求揣测晶体发展经过中电子和原子间每一次彼此效率的能量。这种细致的揣测普通需求强大的揣测才力，但麻省理工大学预测构造质料科学（PRISMS）中央开荒的软件供应了一条捷径。
该软件的紧要开荒者之一、麻省理工大学质料科学与工程系副探讨员布莱恩-普查拉（Brian Puchala）说：咱们的软件先揣测某些原子布列的能量，然后依照晶体构造的对称性臆度预测其他布列的能量。
白云石是一种正在古代岩石中特地常见的矿物，它酿成了像意大利北部这座同名山脉相同的山脉。但白云石正在较年青的岩石中很少见，无法正在实习室中依照其天然酿成的条款筑筑。一项新表面帮帮科学家们初度正在实习室中以通俗温度和压力教育出这种矿物，并有帮于注解年青岩石中白云石的稀缺性。图片起源：Francesca.z73 via Wikimedia Commons。
每个原子环节普通需求正在超等揣测机上花费5000多个CPU幼时。现正在，咱们正在台式机上只需 2 毫秒就能告竣同样的揣测，该探讨的第一作家、质料科学与工程博士生金秀丽说。
今朝酿成白云岩的少数地域间歇性地呈现洪水，随后又枯窘，这与孙和金的表面特别吻合。但仅有这些证据还亏欠以让人所有信服。北海道大学质料科学讲授木村由纪（Yuki Kimura）和木村实习室的博士后探讨员山崎智也（Tomoya Yamazaki）发端行径了。他们使用透射电子显微镜的一个怪癖对新表面举办了测试。
木村说：电子显微镜普通只操纵电子束对样品举办成像。然而，电子束也能对立水，从而形成酸性物质，导致晶体融化。普通，这对成像倒霉，但正在这种情形下，融化恰是咱们念要的。
将轻细的白云石晶体放入钙镁溶液中后，木村和山崎正在两个幼时内轻轻地对电子束举办了4000次脉冲，融化了晶体缺陷。脉冲事后，人们看到白云石长出了约莫 100 纳米，比一英寸幼约莫 25 万倍。固然这只是 300 层白云石，但正在此之前，实习室中从未发展过横跨 5 层的白云石。
从白云石题目中学到的履历可能帮帮工程师筑筑出更高质地的半导体、太阳能电池板、电池和其他技艺质料。
过去，晶体发展者借使念筑筑没出缺陷的质料，就会测验特地迟缓地发展它们，孙说。咱们的表面证据，只须正在发展经过中按期融化掉缺陷，就能火速发展出完整陷质料。
