Vorige maand, wetenschappers ontdekten een mineraal genaamd Edscottite. Mineralen zijn vast, natuurlijk voorkomende stoffen die niet leven, zoals kwarts of hematiet. Dit nieuwe mineraal werd ontdekt na een onderzoek van de Wedderburn Meteoriet, een metaalachtig uitziende rots gevonden in Centraal Victoria in 1951.

Edscottiet is gemaakt van ijzer en koolstof, en werd waarschijnlijk gevormd in de kern van een andere planeet. Het is een "echt" mineraal, wat betekent dat het van nature voorkomt en wordt gevormd door geologische processen op aarde of in de ruimte.

Maar terwijl de Wedderburn Meteoriet de eerste bekende ontdekking van Edscottiet bevatte, andere nieuwe minerale ontdekkingen zijn gedaan op aarde, van stoffen die ontstaan ​​als gevolg van menselijke activiteiten zoals mijnbouw en delfstofverwerking. Dit worden antropogene mineralen genoemd.

Terwijl echte mineralen de meerderheid van de ongeveer 5 vormen, 200 bekende mineralen, er zijn ongeveer 208 door de mens gemaakte mineralen die zijn goedgekeurd als mineralen door de International Mineralogical Association.

Sommige zijn met opzet gemaakt en andere zijn bijproducten. Hoe dan ook, het vermogen om mineralen te produceren heeft enorme gevolgen voor de toekomst van onze snelgroeiende bevolking.

Moderne alchemie

Klimaatverandering is een van de grootste uitdagingen waar we voor staan. Terwijl regeringen debatteren over de toekomst van kolencentrales, kooldioxide blijft vrijkomen in de atmosfeer. We hebben innovatieve strategieën nodig om het te vangen.

Het actief produceren van mineralen zoals nesquehoniet is een mogelijke benadering. Het heeft toepassingen in de bouw en constructie, en om het te maken, moet koolstofdioxide uit de atmosfeer worden verwijderd.

Nesquehoniet komt van nature voor wanneer magnesische rotsen langzaam afbreken. Het is geïdentificeerd in de Paddy's River-mijn in het Australian Capital Territory en op locaties in New South Wales.

Maar wetenschappers ontdekten dat het ook gemaakt kan worden door kooldioxide in een alkalische oplossing te leiden en het te laten reageren met magnesiumchloride of natriumcarbonaat/bicarbonaat.

Dit is een groeiend onderzoeksgebied.

Andere synthetische mineralen zoals hydrotalciet worden geproduceerd wanneer asbestresiduen passief koolstofdioxide uit de lucht absorberen, zoals ontdekt door wetenschappers in de Woodsreef-asbestmijn in New South Wales.

Je zou kunnen zeggen dat dit een soort "moderne alchemie" is die, als er misbruik van wordt gemaakt, zou een effectieve manier kunnen zijn om op grote schaal kooldioxide uit de lucht te zuigen.

Voldoen aan de metaaleisen van de samenleving

Mijnbouw en minerale verwerking is ontworpen om metalen uit erts, dat is een natuurlijk voorkomen van gesteente of sediment dat voldoende mineralen bevat met economisch belangrijke elementen. Maar door mijnbouw en minerale verwerking, er kunnen ook nieuwe mineralen worden aangemaakt.

Smelten wordt gebruikt om een ​​reeks grondstoffen te produceren, zoals lood, zink en koper, door erts tot hoge temperaturen te verhitten om zuivere metalen te produceren.

Het proces produceert ook een glasachtig afvalproduct dat slak wordt genoemd, die wordt afgezet als gesmolten vloeistof, lijkend op lava.

Eenmaal afgekoeld, de textuur- en mineralogische overeenkomsten tussen lava en slakken zijn glashelder.

Inspectie op microschaal toont aan dat door de mens gemaakte mineralen in slakken een uniek vermogen hebben om metalen in hun kristalrooster op te nemen, wat in de natuur niet mogelijk zou zijn.

Dit betekent dat het terugwinnen van metaal uit mijnafval (een potentiële secundaire hulpbron) een effectieve manier zou kunnen zijn om aan de groeiende metaalbehoefte van de samenleving te voldoen. De uitdaging ligt in het ontwikkelen van processen die kosteneffectief zijn.

Ethisch geproduceerde sieraden

Onze toenemende kennis over het vervaardigen van mineralen kan ook een grote impact hebben op de groeiende industrie voor het vervaardigen van synthetische edelstenen.

In 2010, de wereld was vol ontzag door de verlovingsring die werd gegeven aan hertogin van Cambridge Kate Middleton, ter waarde van ongeveer € 300,- 000 (AUD $ 558, 429).

De ring heeft een 12-karaats blauwe saffier, omgeven door 14 solitaire diamanten, met een zetting van 18 karaat witgoud.

Replica's ervan zijn overgenomen door mensen over de hele wereld, maar voor slechts een fractie van de prijs. Hoe?

in 1837, Marc Antoine Gardin toonde aan dat saffieren (mineralogisch bekend als korund of aluminiumoxide) kunnen worden gerepliceerd door metalen te laten reageren met andere stoffen zoals chroom of boorzuur. Dit levert een reeks schijnbaar identieke gekleurde stenen op.

Bij nauwkeurig onderzoek, sommige eigenschappen kunnen variëren, zoals de aanwezigheid van gebreken en luchtbellen en de hardheid van de steen. Maar alleen een edelsteenspecialist of een edelsteenliefhebber zou dit waarschijnlijk opmerken.

Diamanten kunnen ook synthetisch worden gemaakt, door ofwel een hoge druk, hoge temperatuur, of chemisch dampafzettingsproces.

Het maken van synthetische edelstenen wordt steeds belangrijker omdat natuursteen moeilijker en duurder wordt om te vinden. In sommige landen, de rechten van mijnwerkers worden ook geschonden en dit roept ethische bezwaren op.

Medische en industriële toepassingen

Synthetische edelstenen hebben ook industriële toepassingen. Ze kunnen worden gebruikt in de raamproductie, halfgeleidende circuits en snijgereedschappen.

Een voorbeeld van een volledig vervaardigd mineraal is iets dat yttrium-aluminium-granaat (of YAG) wordt genoemd en dat als laser kan worden gebruikt.

in de geneeskunde, deze lasers worden gebruikt om glaucoom te corrigeren. Bij tandheelkundige ingrepen, ze maken het mogelijk om zacht tandvlees en weefsels weg te snijden.

De stap om nieuwe mineralen te ontwikkelen zal ook technologieën ondersteunen die verkenning van de diepe ruimte mogelijk maken door het creëren van 'kwantummaterialen'.

Kwantummaterialen hebben unieke eigenschappen en zullen ons helpen een nieuwe generatie elektronische producten te creëren, die een aanzienlijke impact kunnen hebben op de ruimtevaarttechnologieën. Misschien kunnen we hierdoor op een dag de geboorteplaats van Edscottite bezoeken?

In de komende decennia, het aantal door de mens gemaakte mineralen zal toenemen. En zoals het gaat, dat geldt ook voor de mogelijkheid om er nieuwe toepassingen voor te vinden.

Door ons vermogen om mineralen te produceren uit te breiden, we zouden de druk op bestaande hulpbronnen kunnen verminderen en nieuwe manieren kunnen vinden om mondiale uitdagingen aan te pakken.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.