中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平团队，首次在嫦娥五号月壤样品中观察到一种奇特的晶体生长现象，发现月表的铬铁矿纳米晶体可以像雨后的蘑菇一样从橄榄石表面向外生长。近日，相关成果发表于《美国矿物学家》。
结晶是人类生产生活中最重要的物理化学过程之一。传统结晶生长过程均是在地球上观察到的，但其他天体环境中的晶体生长是否有别于地球还不得而知。例如离地球最近的月球，由于没有大气层保护，其表面无时无刻不在遭受陨石和各种高能粒子的轰击；在轰击产生的极端高温、高压之下，月表晶体的粒径、形貌、生长方式和矿物组合都与地表晶体具有明显差异。
为探究这些奇特晶体生长现象的发生机制，研究团队采用原位聚焦离子束制样方法从嫦娥五号月壤角砾岩碎屑中提取样品，使用装载电子能量损失谱探测系统的高分辨透射电镜，对样品进行了微-纳米级矿物学研究。他们在样品中观察到一种罕见的由铬铁矿-陨硫铁纳米球-零价铁纳米球组成的枝晶结构，如蘑菇一般从橄榄石表面垂直生长。
电镜下的结构和成分分析揭示了该“蘑菇”结构形成的过程：一是碎屑遭受微陨石撞击，其所含Fe2+发生歧化反应，在熔融玻璃中产生纳米零价铁球及Fe3+，同时产生纳米硫化铁球或其与零价铁球的不混溶复合体；二是含铁的纳米球在高温下与橄榄石发生定向附着；三是定向附着产生了具有高势能的缺陷位点，橄榄石中的Cr3+和玻璃中的Fe2+向缺陷处聚集并结晶出铬铁矿；四是在非平衡条件下，铬铁矿以枝晶形态向玻璃中持续生长，将纳米球向外顶出，直到体系能量消耗至无法跨越结晶的能垒为止。该过程得到了晶格失配度计算及热力学模拟计算的支持。
该研究提出了一种发生在极端非平衡条件下的生长新机制，能够利用原有物相内部的杂质离子，在原物相之间的非均质界面上产生新的矿物相。这一发现首次证明定向附着不仅可以发生在均相体系中，也可以发生在多相体系中，对现有非经典生长机制体系起到了重要的补充和开拓作用。
考虑到月球表面遭受撞击的频率很高，可以想见这种机制可能在月球风化层中普遍发生，从而影响月表的矿物组成和元素分布。同时，此类“蘑菇”结构的出现还可能作为极端非平衡结晶的指标，为后续针对无大气天体表面及其他极端条件下的晶体生长机制研究提供参考。
中国科学院院士、中国科学院广州地球化学研究所研究员何宏平团队，首次在嫦娥五号月壤样品中观察到一种奇特的晶体生长现象，发现月表的铬铁矿纳米晶体可以像雨后的蘑菇一样从橄榄石表面向外生长。近日，相关成果发表于《美国矿物学家》。
结晶是人类生产生活中最重要的物理化学过程之一。传统结晶生长过程均是在地球上观察到的，但其他天体环境中的晶体生长是否有别于地球还不得而知。例如离地球最近的月球，由于没有大气层保护，其表面无时无刻不在遭受陨石和各种高能粒子的轰击；在轰击产生的极端高温、高压之下，月表晶体的粒径、形貌、生长方式和矿物组合都与地表晶体具有明显差异。
为探究这些奇特晶体生长现象的发生机制，研究团队采用原位聚焦离子束制样方法从嫦娥五号月壤角砾岩碎屑中提取样品，使用装载电子能量损失谱探测系统的高分辨透射电镜，对样品进行了微-纳米级矿物学研究。他们在样品中观察到一种罕见的由铬铁矿-陨硫铁纳米球-零价铁纳米球组成的枝晶结构，如蘑菇一般从橄榄石表面垂直生长。
电镜下的结构和成分分析揭示了该“蘑菇”结构形成的过程：一是碎屑遭受微陨石撞击，其所含Fe2+发生歧化反应，在熔融玻璃中产生纳米零价铁球及Fe3+，同时产生纳米硫化铁球或其与零价铁球的不混溶复合体；二是含铁的纳米球在高温下与橄榄石发生定向附着；三是定向附着产生了具有高势能的缺陷位点，橄榄石中的Cr3+和玻璃中的Fe2+向缺陷处聚集并结晶出铬铁矿；四是在非平衡条件下，铬铁矿以枝晶形态向玻璃中持续生长，将纳米球向外顶出，直到体系能量消耗至无法跨越结晶的能垒为止。该过程得到了晶格失配度计算及热力学模拟计算的支持。
该研究提出了一种发生在极端非平衡条件下的生长新机制，能够利用原有物相内部的杂质离子，在原物相之间的非均质界面上产生新的矿物相。这一发现首次证明定向附着不仅可以发生在均相体系中，也可以发生在多相体系中，对现有非经典生长机制体系起到了重要的补充和开拓作用。
考虑到月球表面遭受撞击的频率很高，可以想见这种机制可能在月球风化层中普遍发生，从而影响月表的矿物组成和元素分布。同时，此类“蘑菇”结构的出现还可能作为极端非平衡结晶的指标，为后续针对无大气天体表面及其他极端条件下的晶体生长机制研究提供参考。
记者3月20日从中国科学院地质与地球物理研究所获悉，该所科研人员在东北黑土区开展了大范围的野外调查和样品采集工作，通过分析采集的黑土样品发现，黑土物质最初都是由风力搬运而来。相关研究成 3月19日，记者从香港科技大学获悉，该校以人工智能生成式工具设计出10位“AI讲师”， 这些“AI讲师”来自世界各地，属不同民族及文化背景。该校希望通过创新教学模式，激发学生学习热情，提升课堂参与度 我国制氢加氢一体站建设有了团体标准。记者从中国石化获悉，为推动我国氢能交通产业发展，中国石化联合国内数十家氢能头部企业发布了国内首个《制氢加氢一体站技术指南》团体标准。该标准的制定 “截至2023年底，与2018年同期相比，京津冀治理区浅层地下水位平均回升2.59米，深层承压水水位平均回升7.06米。”3月22日世界水日到来之际，水利部水资源管理司副司长张鸿星21日接受科技日报记者采 美国加州理工学院喷气推进实验室的一个机器人专家团队，与卡内基梅隆大学机器人研究所科学家合作，开发出一种蛇形机器人，用于调查土星第六大卫星土卫二的地形，以寻找生命的“蛛丝马迹”。相关研究 3月22日消息，根据huawei旗舰机型迭代策略，今年上半年将发布影像旗舰huaweiP70系列。然而，这两天一张流出的图片声称huaweiP70将于3月23日开始预售，并附有各个版本的具体售价。但据媒体报道，huawei相关 。本文链接：嫦娥五号月壤样品中发现奇特晶体生长现象http://www.sushuapos.com/show-2-10178-0.html
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