En la foto se muestra una pila de escoria en Broken Hill en Nueva Gales del Sur. La escoria es un producto de desecho artificial creado durante la fundición. Crédito:Anita Parbhakar-Fox, Autor proporcionado
El mes pasado, Los científicos descubrieron un mineral llamado Edscottite. Los minerales son sólidos Sustancias naturales que no están vivas. como el cuarzo o la hematita. Este nuevo mineral fue descubierto después de un examen del meteorito Wedderburn, una roca de aspecto metálico encontrada en el centro de Victoria en 1951.
La edscottita está hecha de hierro y carbono, y probablemente se formó dentro del núcleo de otro planeta. Es un mineral "verdadero", es decir, uno que ocurre naturalmente y se forma por procesos geológicos en la Tierra o en el espacio exterior.
Pero mientras que el meteorito de Wedderburn celebró el primer descubrimiento conocido de Edscottite, se han realizado otros nuevos descubrimientos minerales en la Tierra, de sustancias formadas como resultado de actividades humanas como la minería y el procesamiento de minerales. Estos se denominan minerales antropogénicos.
Si bien los verdaderos minerales comprenden la mayoría de los aproximadamente 5, 200 minerales conocidos, hay alrededor de 208 minerales artificiales que han sido aprobados como minerales por la Asociación Mineralógica Internacional.
Algunos se elaboran a propósito y otros son subproductos. De cualquier manera, la capacidad de fabricar minerales tiene vastas implicaciones para el futuro de nuestra población en rápido crecimiento.
Alquimia moderna
El cambio climático es uno de los mayores desafíos que enfrentamos. Mientras los gobiernos debaten sobre el futuro de las centrales eléctricas de carbón, El dióxido de carbono continúa emitiéndose a la atmósfera. Necesitamos estrategias innovadoras para capturarlo.
La fabricación activa de minerales como la nesquehonita es un enfoque posible. Tiene aplicaciones en edificación y construcción, y su elaboración requiere eliminar el dióxido de carbono de la atmósfera.
La nesquehonita se produce naturalmente cuando las rocas de magnesio se descomponen lentamente. Se ha identificado en la mina Paddy's River en el Territorio de la Capital Australiana y ubicaciones en Nueva Gales del Sur.
Pero los científicos descubrieron que también se puede hacer pasando dióxido de carbono a una solución alcalina y haciéndolo reaccionar con cloruro de magnesio o carbonato / bicarbonato de sodio.
Ésta es un área de investigación en crecimiento.
Otros minerales sintéticos como la hidrotalcita se producen cuando los relaves de asbesto absorben pasivamente el dióxido de carbono atmosférico. según lo descubierto por científicos en la mina de asbesto Woodsreef en Nueva Gales del Sur.
Se podría decir que se trata de una especie de "alquimia moderna" que, si se aprovecha, podría ser una forma eficaz de aspirar dióxido de carbono del aire a gran escala.
Esta es una imagen de microscopio electrónico de retrodispersión de escoria histórica recolectada de una mina de Rio Tinto en España. Crédito:Anita Parbhakar-Fox en la Universidad de Tasmania (UTAS)
Satisfacer las demandas de metales de la sociedad
El procesamiento de minería y minerales está diseñado para recuperar metales del mineral, que es una ocurrencia natural de roca o sedimento que contiene suficientes minerales con elementos económicamente importantes. Pero a través de la minería y el procesamiento de minerales, también se pueden crear nuevos minerales.
La fundición se utiliza para producir una variedad de productos básicos como plomo, zinc y cobre, calentando el mineral a altas temperaturas para producir metales puros.
El proceso también produce un producto de desecho similar al vidrio llamado escoria, que se deposita como líquido fundido, parecido a la lava.
Una vez enfriado, las similitudes de textura y mineralógicas entre la lava y la escoria son claras como el cristal.
La inspección a microescala muestra que los minerales artificiales en la escoria tienen una capacidad única para acomodar metales en su red cristalina que no sería posible en la naturaleza.
Esto significa que la recuperación de metales de los desechos mineros (un potencial recurso secundario) podría ser una forma eficaz de complementar las crecientes demandas de metales de la sociedad. El desafío radica en desarrollar procesos que sean rentables.
Joyas de origen ético
Nuestro creciente conocimiento sobre cómo fabricar minerales también puede tener un gran impacto en la creciente industria de fabricación de gemas sintéticas.
En 2010, el mundo estaba asombrado por el anillo de compromiso que se le dio a la duquesa de Cambridge Kate Middleton, valorado en alrededor de £ 300, 000 (AUD $ 558, 429).
El anillo tiene un zafiro azul de 12 quilates, rodeado de 14 diamantes solitario, con un engaste de oro blanco de 18 quilates.
Las réplicas han sido adquiridas por personas de todo el mundo, pero por solo una fracción del precio. ¿Cómo?
Los diamantes sintéticos tienen esencialmente la misma composición química, estructura cristalina y propiedades físicas como diamantes naturales. Crédito:Instytut Fizyki Uniwersytet Kazimierza Wielkiego
En 1837, Marc Antoine Gardin demostró que los zafiros (mineralógicamente conocidos como corindón u óxido de aluminio) se pueden replicar haciendo reaccionar metales con otras sustancias como el cromo o el ácido bórico. Esto produce una gama de piedras de colores aparentemente idénticos.
Al examinarlo de cerca, algunas propiedades pueden variar como la presencia de imperfecciones y burbujas de aire y la dureza de la piedra. Pero solo un gemólogo o un entusiasta de las gemas probablemente notaría esto.
Los diamantes también se pueden fabricar sintéticamente, a través de una alta presión, alta temperatura, o proceso de deposición de vapor químico.
La creación de gemas sintéticas es cada vez más importante ya que las piedras naturales son cada vez más difíciles y caras de obtener. En algunos países, también se violan los derechos de los mineros y esto plantea preocupaciones éticas.
Aplicaciones médicas e industriales
Las gemas sintéticas también tienen aplicaciones industriales. Se pueden utilizar en la fabricación de ventanas, circuitos semiconductores y herramientas de corte.
Un ejemplo de un mineral fabricado íntegramente es algo llamado granate de itrio y aluminio (o YAG) que se puede utilizar como láser.
En medicina, estos láseres se utilizan para corregir el glaucoma. En cirugía dental, permiten cortar las encías blandas y los tejidos.
El movimiento para desarrollar nuevos minerales también apoyará tecnologías que permitan la exploración del espacio profundo a través de la creación de 'materiales cuánticos'.
Los materiales cuánticos tienen propiedades únicas y nos ayudarán a crear una nueva generación de productos electrónicos, que podría tener un impacto significativo en las tecnologías de los viajes espaciales. ¿Quizás esto nos permitirá algún día visitar el lugar de nacimiento de Edscottite?
En las próximas décadas se prevé que aumente el número de minerales fabricados por el hombre. Y como lo hace, también lo hace la oportunidad de encontrar nuevos usos para ellos.
Al expandir nuestra capacidad para fabricar minerales, Podríamos reducir la presión sobre los recursos existentes y encontrar nuevas formas de abordar los desafíos globales.
Este artículo se ha vuelto a publicar de The Conversation con una licencia de Creative Commons. Lea el artículo original. 
