КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 21-77-00069
НазваниеIn situ исследование механизмов термической эволюции продуктов эксгаляционной деятельности вулкана Толбачик (полуостров Камчатка, Россия) на примере новых и редких минералов, прежде всего сульфатов, а также их синтетических аналогов
Руководитель Шаблинский Андрей Павлович, Кандидат геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" , г Санкт-Петербург
Конкурс №60 - Конкурс 2021 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-211 - Кристаллография и кристаллохимия минералов
Ключевые слова Минералы, неорганические соединения, сульфаты, кристаллическая структура, термическое поведение, Толбачик
Код ГРНТИ38.35.17
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
В последнее время активно развиваются такие междисциплинарные направления, которые условно можно охарактеризовать как «от минералов к перспективным материалам» и «минералообразование как основа для разработки природоподобных технологий, эффективных методик синтеза в лабораторных условиях». Настоящий проект планируется к реализации, опираясь на оба перечисленных направления, и будет сосредоточен на объектах вулкана Толбачик (полуостров Камчатка, Россия). Вулкан Толбачик занимает лидирующее место в мире по числу открытых новых минеральных видов, многие из которых активно исследуются как перспективные структурные типы для создания минералоподобных материалов, обладающих комплексом полезных свойств, а условия их образования в природной среде впоследствии успешно реализуются в лабораториях. Таким образом, поиск новых минеральных видов и структурных типов – прототипов перспективных материалов, – равно как и исследование геохимических процессов, в частности, минералообразования в условиях эксгаляционной активности с целью последующей разработки эффективных методик синтеза минералоподобных материалов являются на сегодняшний день актуальными задачами в области междисциплинарных исследований (науки о Земле, материаловедение, физическая химия).
Настоящий проект посвящен решению фундаментальной научной задачи, или проблемы – поиску и исследованию новых и некоторых известных минералов, являющихся продуктами эксгаляционной деятельности вулкана Толбачик, выявлению условий синтеза и последующему получению их синтетических аналогов, а также определению прочностных свойств слагающих их кристаллическую структуру различных оксоцентрированных группировок (кластеры, цепочки, слои). В рамках проекта будет исследовано кристаллическое строение, термические и прочностные свойства, механизмы термической эволюции, структурной преемственности и перестройки с изменением температуры в данных соединениях. Данная задача будет решена посредством привлечения комплекса in situ методов (главным образом, рентгендифракционных в широком интервале температур), с помощью которого планируется детально исследовать новые и некоторые известные минеральные виды, определить их кристаллическую структуру и химический состав, исследовать их термические свойства (фазовые переходы, их температурные границы, структурная трактовка термического расширения, расчет коэффициентов термического расширения, расчет термических и прочностных характеристик для оксоцентрированных группировок), которые, в частности, помогут установить кристаллохимические особенности и этапы минералообразования прежде всего сульфатов в условиях поствулканической фумарольной активности вулкана Толбачик.
В рамках проекта будут решены следующие задачи: (1) по предварительному анализу отобранного ранее полевого материала имеются все предпосылки для установления 1-2 новых минеральных видов, будет определен полный набор их минералого-кристаллографических данных; (2) будет исследовано термическое поведение новых и некоторых известных минералов с вулкана Толбачик, представляющих собой репрезентативную выборку для решения поставленной научной задачи (добровольскийит, петровит, бубноваит, федотовит, пийпит, камчаткит, атласовит, набокоит), будут установлены механизмы их термической эволюции с помощью анализа поведения структурных группировок; (3) будут смоделированы условия природного процесса минералообразования для синтеза аналогов петровита и добровольскийита, по анализу кристаллического строения являющихся перспективными материалами для натрий-ионных аккумуляторов (имеются положительные предпосылки к успешному выполнению их синтеза). Результатом решения перечисленных задач станет объяснение механизмов термической эволюции перечисленных природных и синтетических соединений на основе комплекса полученных оригинальных термокристаллохимических данных, что позволит более детально исследовать частные особенности процессов эксгаляционной деятельности вулкана Толбачик.
По результатам работы планируется публикация 4 статей в научных изданиях Q1 и Q2, индексируемых Web of Science и Scopus, также планируется участие в научных конференциях. Авторы проекта относятся к ведущей научной школе в области термокристаллохимических и терморентгенографических исследований, располагают представительными коллекциями по исследуемым объектам и имеют существенный задел в работах по большинству из них, что создает основы для успешного выполнение данного проекта.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ