沸石是多孔鋁硅酸鹽礦物，可用于從動(dòng)物飼料和洗滌劑到水過(guò)濾和核修復等各種領(lǐng)域?，F在，一組瑞士研究人員通過(guò)應用瑞士國家超級計算中心 (CSCS) 的超級計算能力，對沸石有了驚人的新發(fā)現。
由伯爾尼大學(xué)的謝爾蓋·丘拉科夫 (Sergey Churakov) 領(lǐng)導的研究人員研究了星隕石沸石族，這是沸石家族 93 種礦物的一個(gè)子類(lèi)。在這一組中，當星太石族沸石中的陽(yáng)離子被鉛 (Pb) 取代時(shí)，他們發(fā)現了一個(gè)有趣的效果。
關(guān)于天然沸石需要了解的一件重要事情：它們通常有用的晶體結構在高溫下會(huì )降解。但鉛交換的鎢鉻鈷合金并非如此：當它們的結構在高溫下收縮時(shí)，它們會(huì )在超過(guò) 125 攝氏度的溫度下再次膨脹。在這項研究之前，在沸石中沒(méi)有觀(guān)察到這種行為。
“我們首先推測系統中存在化學(xué)反應，基本上陽(yáng)離子的形態(tài)隨溫度而變化，“Churakov 在接受CSCS 的 Simone Ulmer采訪(fǎng)時(shí)說(shuō)?！靶螒B(tài)決定了鉛絡(luò )合物的化學(xué)成分，從而決定了它們的大小。通常人們會(huì )認為水合 [鉛] 絡(luò )合物會(huì )隨著(zhù)溫度升高而失去水分子并變小，但水可能會(huì )發(fā)生一些離解和鉛的氧化 ?！?/p>
研究人員轉向超級計算以了解為什么這些鉛交換沸石表現不同——特別是 CSCS 的英特爾和 Nvidia 驅動(dòng)的 Piz Daint 超級計算機，一個(gè) 21.2 Linpack petaflops HPE Cray 構建的系統，在最近的排名第 26 位500強榜單。通過(guò)在 Piz Daint 上進(jìn)行一系列模擬，研究人員能夠發(fā)現，在鉛交換沸石中，加熱時(shí)通常會(huì )從沸石中逸出的水反而與仍然困在多孔沸石結構中的鉛分子聚集在一起。
