Яндекс.Метрика
  • Андрей Сергеев

Открытие петербургских ученых может дать толчок в развитии нового поколения компьютеров

Ученые из СПбГУ открыли новый минерал, изучение которого может помочь в создании квантовых компьютеров
Фото: фото предоставлено СПбГУ

Обнаруженный минерал гликинит назван в честь выдающегося ученого Аркадия Гликина. Профессор кафедры кристаллографии Олег Сийдра рассказал, какие возможности дает исследование свойств минералов.

Научная группа под руководством Олега Сийдры открыла гликинит во время экспедиции на полуостров Камчатка. На протяжении шести лет исследователи изучают минералогическое разнообразие вулканов Ключевской группы. Наибольший интерес для специалистов представляет вулкан Толбачик, с множеством как остывших, так и действующих до сих пор конусов, сложенных вулканическим шлаком. Там и удалось найти не известный доселе минерал.

– Какое значение имеет открытие нового минерала?

– Бытует ошибочное мнение, что открытие нового минерала нечто вроде коллекционирования бабочек, мол, нашли неизвестное насекомое, описали, поставили в музей на полочку и забыли… Но это не так.

Многие из известных минералов имеют синтетические аналоги, полученные ранее в лабораториях, для использования в тех или иных областях современной индустрии. Между тем, минералы, которые мы находим в фумаролах (Фумарола - трещина или отверстие, располагающееся в кратерах, на склонах и у подножия вулканов) вулкана Толбачик, нередко не имеют аналогов. Такие минералы относятся к новым структурным типам, т.е. демонстрируют тип организации вещества, где атомы разных элементов упакованы по совершенно новому, не известному науке принципу.

Первым делом устанавливается кристаллическая структура минерала. Зная ее, можно сделать предположение о потенциально полезных свойствах минерала. В случае обнаружения последних, может быть получен новый высокотехнологичный материал. Например, ряд минералов, ранее обнаруженные нами в фумаролах Толбачика, по своему химическому составу относятся к сульфатам натрия с дополнительными металлами, которые в электрохимии рассматриваются сегодня, как возможная замена литиевым аккумуляторам. На сегодняшний день развитие мобильной техники во многом сдерживается несовершенством аккумуляторов, их относительно небольшой емкостью, спорной надежностью и нередко ценой. Изучение минералов потенциально может решить эту проблему, подарив человечеству более стабильные и эффективные источники питания.

Недостатком минералов, как природных соединений является то, что они содержат примеси сторонних элементов, которые влияют на их свойства. Поэтому важно получить химически чистое вещество и на нем изучать свойства. Установив кристаллическую структуру, мы пытаемся воспроизвести минералоподобное соединение в лаборатории – создать синтетический аналог. Это необходимое условие для прикладного использования того или иного материала.

Фото: фото предоставлено СПбГУ

– Чем может быть потенциально полезен гликинит? 

– Теоретически, учитывая свойства и упаковку атомов меди и цинка в структуре гликинита, он может помочь в работе над разработкой квантовых компьютеров, которые в обозримом будущем придут на смену существующим. Квантовые компьютеры кардинально отличаются от обычных: они обрабатывают информацию на порядок быстрее. 

Сейчас нам удалось синтезировать гликинит в лаборатории, идет исследование его свойств. 

– Остались ли на карте РФ «черные дыры», где могут скрываться еще неизвестные минералы, способные внести вклад в развитие науки и промышленности? 

– Учитывая масштабы России и разнообразие геологических объектов, еще есть малоисследованные места. К тому же, известные своим минералогическим разнообразием объекты (например, Хибинский массив на Кольском п-ове) являются протяженными и обширными, нельзя говорить, что они могут быть полностью исследованы. 

На сегодняшний день известно примерно 5,5 тысяч минеральных видов. Для сравнения, видов живых организмов на Земле насчитывается несколько десятков миллионов и специалисты в этой области уверены, что в действительности счет может идти на сотни миллионов видов. 

Минеральных видов меньше на несколько порядков. Открытие каждого нового минерала, довольно серьезный фундаментальный вклад в понимание науки о веществе и геологии. Уверен, нас ждет еще не мало интересных открытий.

Фото: фото предоставлено СПбГУ

– Какой совет вы можете дать молодым исследователям? 

– Самый удачливый ученый тот, для кого научно-исследовательская деятельность в радость, одновременно хобби и работа. Не бывает хороших ученых, которые занимались бы наукой из-под палки или просто выполняющих некий план. 

Молодым исследователям не нужно бояться смелых предположений, даже если они не совпадают с классическими, устоявшимися теориями и взглядами по тому или иному вопросу. Не менее важно обращать внимание на детали. Минералы, которые мы открываем, как правило, небольшие кристаллы и для начала их необходимо просто заметить. Конечно, перед началом любого исследования ознакомится с тем, что уже сделано коллегами и опубликовано в мировой научной литературе. Выполнение последнего – очень важно, так как позволит не изобретать второй раз велосипед.

Закрыть