Ученые из РФ первыми в мире получили из доисторической древесины кристаллы, которые станут основой для технологий будущего

Ученые Объединенного института ядерных исследований (ОИЯИ) выяснили, что доисторические деревья могут становиться кристаллами. Совместно с сотрудниками Палеонтологического института РАН имени А.А. Борисяка (ПИН РАН) впервые в мире они показали, что в ископаемой древесине при замещении органики пиритом (FeS2 — минерал золотистого цвета) кристаллографическая текстура становится более острой, то есть кристаллы во всем объеме приобретают преимущественные ориентации. Исследователи выдвинули предположение, что в будущем с использованием органической основы можно будет выращивать их в заданных направлениях, что позволит заранее планировать свойства материала.

Образцы для исследований — фрагменты ископаемых деревьев — были найдены в песчаном карьере в Орловской области. По словам соавтора исследования, старшего научного сотрудника ПИН РАН и ЛНФ ОИЯИ Алексея Пахневича, растения прошлых геологических эр российские палеонтологи находят в карьерах Московской, Калужской и Тульской областей, а также на Кавказе. Во времена мезозоя на месте близких к Москве регионов простирался древний океан, который полностью отступил к середине мелового периода. Морские донные осадки законсервировали древесину, которая на воздухе быстро разрушилась бы.

По словам специалиста, образцам для этого конкретного исследования около 163 млн лет, они были современниками динозавров. Обломки древних деревьев дошли до наших дней в двух разных формах: это либо твердые обугленные фрагменты, которые легко, теряя влагу, рассыпаются на открытом воздухе, либо окаменелые, прочные, замещенные минералами. У всех окаменелых фрагментов деревьев одно общее свойство: их химический состав становится совершенно иным, зато форма сохраняется в первозданном виде, до малейших прожилок и червоточин.

— Природные полимеры, такие как целлюлоза, лигнин и спорополленин, часто сохраняются в ископаемом состоянии, поэтому некоторые растительные остатки хорошо сохранились, почти не изменившись за миллионы лет, например древесина. В других случаях она может обуглиться, то есть значительная часть органического вещества превращается в углерод, или древесина замещается минералами, — рассказал Алексей Пахневич.

Ученые ЛНФ и ПИН РАН имени А.А. Борисяка намерены продолжать исследования кристаллографической текстуры и других минералов разного геологического возраста, замещающих древесину. Все они образуются в разных условиях, имеют различную форму кристаллической решетки, и результат может не совпасть с полученным для пирита.

Что касается отмеченной авторами ориентированной минеральной матрицы окаменевших деревьев, то она целиком контролируется закономерным расположением растительных клеток, формирующих прижизненную внутреннюю микроскопическую структуру древесины, рассказала доцент кафедры недропользования и нефтегазового дела Инженерной академии Виктория Бугина.

— Несмотря на это, идея авторов о контролируемом образовании композитных минерально-полимерных тончайших пленок, способных в ближайшем будущем заменить сложные и дорогостоящие структурные элементы в инновационных продуктах, совершенно справедлива, и работы по этому направлению достаточно перспективны, особенно в сфере робототехники и IT-технологий, — подчеркнула эксперт.