矿物-流体界面上的反应控制着几乎所有地球化学反应的速率. 这些反应决定了低温和高温下地球化学物质输运的速率,因此在影响从变质作用和成岩作用到大气中的二氧化碳水平和环境中化学废物的流动性等广泛地质现象方面具有重要意义. 澳彩的目标是了解这些反应是如何发生的,以及它们如何控制矿物溶解和沉淀的速度. 这项工作结合了实验和理论.

Experimentally, 它涉及到最先进的单晶和粉末溶解速率的测量,在良好控制的pH值的流体, 离子强度和温度, 结合ERDA测定质子穿透深度, 用原子力显微镜(AFM)测量矿物表面性质, 用x射线吸收光谱法测定新暴露表面离子的x射线反射率及配位态, 以及同步辐射掠入射x射线反射(GIXR)原位测量表面粗糙度和水化生长. 同时进行碳酸盐岩实验, 澳彩测量了精确定向的溶解速率, 切割和抛光MgO和橄榄石单晶表面,并使用小角度x射线反射率监测在溶解过程中表面粗糙度的变化.

澳彩有幸拥有世界上最好的不同离子微探针装置之一. 牛津扫描质子微探针的一项新发展允许通过16O弹性反冲检测分析(ERDA)测量浸出矿物表面的质子穿透,澳彩正在与物理SPM小组成员合作使用这项技术来测量溶解过程中质子阳离子交换的性质. Recently, 与日本Misasa地球内部研究所的薛咸宇和Kanzaki Masami合作, 我用MAS NMR来描述硅酸盐表面的变化,这些变化是质子-阳离子交换的结果——观察这个空间!

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去离子水中蚀刻的MgO(100)表面的原子力显微图像显示锥体蚀刻凹坑. MgO表面的溶解是由H2O分子在(h10)表面上的化学吸附控制的.

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硅酸盐矿物风化机制的同步x射线研究. 同时EXAFS(扩展x射线吸附精细结构)和掠入射x射线反射率(GIXR)允许测量厚度和原子排列的变化在硅酸盐表面和溶液边界层薄至2纳米.

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STM图像:(a)在二胺和三胺结构域上组装的腺嘌呤单层, (b)说明腺嘌呤排序的结构特征. (c)是一幅高对比度的STM图像,用以说明(b)所示的表面排列细节. (d)灰色和黑色剖面是相对高度,从图(b)中箭头G和H点的位置绘制。, respectively. (e)中的黑色轮廓线是从图(b)中的箭头F点处绘制的。, 而(e)中的灰色轮廓来自于前面图中干净表面上箭头D点的位置. 1(b). 成像参数:(a) [95×95 nm2; Vs = 1.8 V; It = 0.04 nA]. (b) [51.4×19.7 nm2; Vs = 1.8 V; It = 0.05 nA]. (c) [19.6×19.6 nm2; Vs = 1.8 V; It = 0.05 nA].

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Ceci n 'est pas une pomme.