筑波大学
图1
沿(a) b-和(b)a-轴投影的三水碳酸镁晶体结构9
黄色多面体和黑色三角形分别代表MgO6八面体和CO3基团
红色和白色小球分别表示氧和氢原子
晶体结构图像是使用CrystalMaker软件生成的
信用:DOI: 10
1038/s 14598-021-02261-8 筑波大学的科学家使用了一套复杂的实验测试，包括同步加速器X射线散射和量子计算机建模，来研究温度对碳酸镁结构的影响
这项工作可能会带来更有效的碳捕获技术，将二氧化碳锁定在岩石中，作为应对气候变化的一种方式
人为气候变化的主要驱动因素之一是燃烧化石燃料在大气中产生过多的二氧化碳气体
这种二氧化碳通过允许来自太阳的可见光到达地球，但阻止一些再辐射的红外线能量离开，改变了地球太阳能输入和输出的平衡
已经提出了许多碳捕获的方法，但是大多数都是不切实际的或者随着时间的推移容易使二氧化碳泄漏
从生态系统中永久移除它的解决方案将是降低全球变暖强度的宝贵工具
现在，筑波大学的一组科学家致力于推进通过矿物捕集来捕获碳的概念
在这种方法中，二氧化碳气体沉淀为岩石晶体或粉末的一部分，如碳酸镁水合物
“地壳中超过70%的总碳以碳酸盐的形式被锁住了，”作者Atsushi Kyono教授解释道
水合矿物的晶体结构可以根据所结合的水分子的数量而变化，而水分子的数量又取决于温度
例如，当水含量增加时，三水铝石(碳酸镁3H2O)形式可以变成水菱镁矿[Mg5(CO3)4(OH)2 4H2O]
这些配置可以具有明显不同的属性
水镁石中的水分子通过氢键网络高度相互连接，相比之下，水菱镁矿结构中不存在网络
为了研究温度对无定形碳酸镁(AMC)的影响，该团队使用了先进的实验室方法，包括同步加速器X射线散射和量子化学计算，无定形碳酸镁是结晶碳酸镁水合物材料的前体
Kyono教授解释说:“我们发现，随着温度的升高，短程有序度略有改变，但AMC的中程有序度保持不变。”
这项研究揭示了一些容易获得的前体材料的物理性质可以通过温度来改变，从而为科学家研究碳捕获方法提供了更多的背景
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