Resuelven el ¡®problema de la Dolomita¡¯ despu¨¦s de 200 a?os
Para conseguir un crecimiento cristalino ¨®ptimo de la Dolomita es necesario calcular la energ¨ªa de algunas disposiciones at¨®micas.
La Dolomita es un mineral muy com¨²n que est¨¢ compuesto de carbonato de calcio y magnesio, pero que durante 200 a?os, los cient¨ªficos no han conseguido cultivar. Ahora, un equipo de investigadores de las universidades de Michigan (UM) y Hokkaido finalmente, lo ha conseguido gracias a una nueva teor¨ªa desarrollada a partir de simulaciones at¨®micas.
La investigaci¨®n ha concluido con la soluci¨®n al misterio geol¨®gico llamado el ¡°Problema de la Dolomita¡±. Este mineral se puede encontrar en las monta?as Dolomitas de Italia, las cataratas del Ni¨¢gara, los Acantilados Blancos de Dover y los Hoodoos de Utah, y es muy abundante en las rocas de m¨¢s de 100 millones de a?os.
¡°Si entendemos c¨®mo crece la dolomita en la naturaleza, podr¨ªamos aprender nuevas estrategias para promover el crecimiento cristalino de los materiales tecnol¨®gicos modernos¡±, afirma en un comunicado Wenhao Sun, catedr¨¢tico de Ciencia e Ingenier¨ªa de Materiales de la UM y autor del estudio, publicado en la revista ¡®Science¡¯.
Cultivar Dolomita
El crecimiento de la dolomita consiste en filas alternas de calcio y magnesio. El agua, el calcio y el magnesio se adhieren al cristal de dolomita en crecimiento, situ¨¢ndose a menudo en el lugar equivocado y creando defectos que impiden la formaci¨®n de capas adicionales de dolomita. Este desorden ralentiza el crecimiento de la dolomita.
Para simular con precisi¨®n el crecimiento de la dolomita, los investigadores necesitaban calcular con qu¨¦ fuerza o soltura se adherir¨¢n los ¨¢tomos a una superficie de dolomita existente. Las simulaciones m¨¢s precisas han requerido la energ¨ªa de cada una de las interacciones entre electrones y ¨¢tomos en el cristal en crecimiento.
¡°Nuestro software calcula la energ¨ªa de algunas disposiciones at¨®micas y, a continuaci¨®n, extrapola para predecir las energ¨ªas de otras disposiciones bas¨¢ndose en la simetr¨ªa de la estructura cristalina¡±, explica Brian Puchala, uno de los principales desarrolladores del software e investigador cient¨ªfico asociado del Departamento de Ciencia e Ingenier¨ªa de Materiales de la UM.
¡°Cada paso at¨®mico llevar¨ªa normalmente m¨¢s de 5.000 horas de CPU en un superordenador. Ahora, podemos hacer el mismo c¨¢lculo en 2 milisegundos en un ordenador de sobremesa¡±, explica Joonsoo Kim, estudiante de doctorado de Ciencia e Ingenier¨ªa de Materiales y primer autor del estudio.