REM-Aufnahme großer dreidimensionaler Zabuyelit-Aggregate

Bildung von Zabuyelit auf Dolomit- und Kutnohoritoberflächen aus übersättigten und untergesättigten Lösungen

Neuer Artikel im "Journal of Crystal Growth"
REM-Aufnahme großer dreidimensionaler Zabuyelit-Aggregate
Foto: MfM/ FSU
  • Forschung
  • Publikation

Meldung vom: 08. Oktober 2020, 13:40 Uhr

Gespaltene Dolomitkristalle (CaMg(CO3)2) wurden in übersättigte, gesättigte und untergesättigte Lösungen in Bezug auf Zabuyelit (Li2CO3) getaucht, und der Wachstumsprozess unter Verwendung von Rasterkraftmikroskopie (AFM) und Rasterelektronenmikroskopie (SEM) charakterisiert. In allen Fällen konnten durch 2D-Keimbildung entstandene Überwucherungen in den von AFM aufgenommenen Seitenkraftbildern deutlich unterschieden werden. Bei stark übersättigten Lösungen wurde die AFM-Bildgebung durch die Bildung von 3D-Kristall-­Agglomerationen behindert. Wenn gesättigte Lösungen verwendet wurden, reproduzieren die Überwucherungen die Topographie der Substrate, was darauf hinweist, dass das Gitter der überwachsenen Phase einer Druckspannung ausgesetzt ist.

Darüber hinaus führten wir eine nanotribologische Charakterisierung durch, indem wir eine Nanospitze sowohl über die 2D-Überwucherungen als auch über die Dolomitsubstrate schoben. Somit konnten die Reibungskoeffizienten µ leicht quantifiziert werden. Als Ergebnis wurde ein µ = 0,08 auf den 2D-Überwucherungen gemessen, was eine Größenordnung niedriger ist, als der Wert von µ = 0,89 auf dem Dolomitsubstrat. Diese Reibungsreduzierung beim Gleiten einer Nanospitze auf dem Überwuchs im Vergleich zu der auf dem Dolomitsubstrat beobachteten Reibung zeigt zusammen mit der Tatsache, dass auf Dolomit ein Stick-Slip im atomaren Maßstab, aber nicht auf den 2D-Überwucherungen beobachtet wird, auf eine anomal schwache Wechselwirkung von Li2CO3-Überwucherungen mit der AFM-Sonde hin.

Publikation

Carlos Pimentel, Karine Mougin, Enrico Gnecco, Carlos M. Pina: "Bildung von Zabuyelit, Li2CO3, auf Dolomit- und Kutnohorit-{10.4}-Oberflächen aus übersättigten und untergesättigten Lösungen: Wachstumsverhalten und anomale Reibung im Nanobereich", Journal of Crystal Growth 550 (2020) 125892, DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2020.125892

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