200年后，科学家终于破解了“白云石问题”

经过两个世纪的失败尝试，科学家终于在实验室中培育出了白云石，破解了一个长期存在的地质学难题。他们发现，这种矿物的生长会因微小的缺陷而停滞——但在自然界中，这些缺陷会随着时间推移被冲刷掉。通过精确模拟和电子束脉冲来模仿这一过程，该团队实现了破纪录的晶体生长。这一发现可能会重塑高科技材料的制造方式。 他们的工作解决了一个长期存在的地质学难题，即“白云石问题”。白云石是一种广泛存在的矿物，见于意大利的白云石山脉、尼亚加拉大瀑布和犹他州的石林等标志性地点。它在1亿年以上的古老岩石中储量丰富，却极少在较新的环境中形成。 “如果我们了解白云石在自然界中是如何生长的，我们可能会学到促进现代技术材料晶体生长的新策略，”密歇根大学材料科学与工程系陶氏早期职业教授、发表于《科学》杂志的论文通讯作者孙文浩说。 白云石生长为何如此缓慢 关键突破在于了解是什么阻碍了白云石的形成。在水中，矿物通常随着原子有序地附着在晶体表面而生长。白云石的表现则不同，因为其结构由钙和镁的交替层构成。 随着晶体生长，这两种元素经常随机附着，而不是正确排列。这会产生阻碍进一步生长的结构缺陷。结果导致其生长过程极其缓慢。按照这种速度，形成单层排列有序的白云石可能需要长达1000万年。 自然界内置的重置机制 研究人员意识到，这些缺陷并非永久存在。错位的原子稳定性较差，在接触水时更容易溶解。在自然环境中，降雨或潮汐变化等循环会反复冲刷掉这些有缺陷的区域。