Kieselsäurekarbonat-Kristalle: Durchbruch in der Biomineralisation und Wachstum

Der korrekte Begriff ist tatsächlich Kristalle aus Kieselsäurekarbonat, und es ist ein Durchbruch in der Untersuchung der Biomineralisation. Studien zeigen, dass Metallcarbonate auf eine Weise kontrolliert werden können, um komplexe Strukturen zu schaffen, die zuvor nur von lebenden Organismen hergestellt werden konnten.

Definition

Kieselsäurekarbonat-Kristalle beziehen sich auf das Wachstum kristalliner Formen aus einer Mischung aus Barium- oder Strontiumcarbonat und Kieselsäure in einem alkalischen Medium.

Entdeckung

Im Jahr 2008 entdeckte Juan Manuel García-Ruiz vom Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra und seine Gruppe von Wissenschaftlern in Spanien, wie man kunstvoll gebogene, kristalline Strukturen züchten kann, ähnlich denen, die von lebenden Organismen bei der Herstellung von Muscheln und Knochen gebildet werden.

Prozess

Während der Carbonatkristall wächst, entzieht er der Lösung um ihn herum Carbonat, wodurch der pH-Wert der Lösung um den Kristall sinkt. Dies schafft eine günstige Umgebung für Kieselsäure, die dann eine Hülle um den wachsenden Kristall bildet. Die Kieselsäure erhöht dann den pH-Wert, was wiederum die Kristallisation des Carbonats fördert. Dieser Zyklus schwankender pH-Werte, bei dem jedes Nanokristall von Carbonat von Kieselsäure umhüllt wird.

Phasen

Es gibt drei unterschiedliche Wachstumsphasen: das erste nanokristalline Verbundmaterial, gefolgt von der Bildung einer zweidimensionalen Scheibenvorwölbung und dann der Bildung kristalliner Locken.