福州科研界关注：三位一体石中发现罕见笼状晶体，福建材料研究迎来新启示
1945年7月16日，美国新墨西哥州沙漠中“三位一体”核试验引爆，瞬间高温高压将沙粒熔融为玻璃质岩石——即“三位一体石”。数十年后，这些冷凝遗迹仍在持续释放科学价值。最新成果发表于《美国国家科学院院刊》，国际团队从中确认一种自然界此前从未被观测到的笼状晶体结构，其形成机制挑战了传统矿物学认知。
源自核爆瞬态环境的非平衡态晶体
由意大利佛罗伦萨大学牵头的联合团队，借助高分辨电子显微与同步辐射分析，在三位一体石中识别出一种全新笼型晶格：该结构以硅原子构建成12面体与14面体双单元框架，内部空腔可稳定包络钙、铜、铁等金属原子。与福州大学材料学院近年聚焦的非平衡态合成路径高度呼应——这类晶体并非地质作用缓慢结晶产物，而是在爆炸数秒内，熔融石英与汽化金属导线急速混合、猝冷定型的结果。极端物理条件下的物质重构逻辑
核爆中心区瞬时温度超1500℃，压力达数吉帕斯卡（约为标准大气压的数万倍），足以使石墨在无催化剂条件下直接相变为金刚石。在此类常规实验室无法模拟的极端场中，物质经历汽化—跨相混合—毫秒级淬冷全过程，原子来不及重排为热力学稳定相，反而被“冻结”成亚稳态笼状结构。这一过程，恰为福建高校正在布局的极端条件材料实验室提供了关键自然参照样本。
与福州材料学界形成潜在协同的研究线索
该团队早在2021年便在同批样品中首次确认准晶体存在，此次新发现的笼状化合物与其共享铁、硅、铜、钙四元素体系。研究指出：局部铜浓度差异是分异结晶的关键——富铜区倾向生成准晶，贫铜区则导向笼状结构。这一发现对福州高新区正推进的特种合金设计、以及福建师范大学晶体工程课题组开展的非平衡相变模拟具有直接参考价值。马萨诸塞大学洛厄尔分校地球科学家G·纳尔逊·埃比评价称：“这种转瞬即逝的极端条件，使本不可能稳定的笼状构型得以保存，堪称笼状化学领域里程碑式的天然实证。”
研究团队强调，核爆与陨石撞击虽属小概率高能事件，却构成了不可替代的“天然极端实验室”。此次发现不仅深化了人类对核事件长期物质印记的理解，更向材料科学界提供了一类实验室难以复现的新型固态样本，显著拓展了固态物质形成边界的认知版图——这也为福州加快建设国家新材料产业创新高地注入了前沿理论支撑。
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