研讨团队运用自主研制的高压原子力显微镜（HP-AFM）提醒超临界二氧化碳流体地下封存进程中矿藏碳酸盐化机制。该研讨运用天然水镁石（氢氧化镁矿藏）作为模型矿藏。原位HP-AFM成像技能结合IR、X-ray PDF、XRD、XPS、SEM、TEM、TGA-MS、DFT模仿等东西展现了当该水镁石矿藏露出于水饱满的超临界二氧化碳时，其表面会敏捷吸附水分子构成纳米级水团簇或许液膜并溶解构成许多纳米级蚀坑。随后溶解释放出的镁离子会和二氧化碳产生反响，构成无定型水合碳酸镁纳米颗粒。该无定形纳米颗粒进一步作为成核位点诱导构成更安稳的结晶相三水合碳酸镁矿藏。
最近几十年，地球温度正在慢慢地上升，极点气候、南北极冰架溶解、海平面上升等问题日渐严峻。遏止气候变暖成为国际社会火烧眉毛的应战。而二氧化碳作为最主要的温室效应气体，操控其在大气中的含量被认为是遏止气候变暖的要害。因而，“碳中和”应运而生并成为国际社会的焦点。
碳中和，是指国家、企业、产品、活动或个人在一段时间内直接或直接产生的二氧化碳排放总量，经过节能减排，捕捉封存等方式，自己抵消自己产生的排放量，完成正负抵消，到达相对“零排放”。在许多碳中和技能道路中，二氧化碳捕捉及矿藏封存是下降大气二氧化碳浓度的最为有用及本钱低价的办法之一。二氧化碳矿藏封存一般是将超临界二氧化碳注入深层地质结构中，经过一系列的化学反响（主要是CO2与含Mg和Ca的矿藏产生反响）将二氧化碳转化成安稳的固体碳酸盐（主要是菱镁矿MgCO3和方解石CaCO3）将其进行长时间封存。
CO2矿藏封存技能的开展某些特定的程度上依赖于咱们对矿藏碳酸盐化机制的了解。实际上，将CO2转化为安稳矿藏是天然生物地球化学体系的重要进程，例如天然石灰岩的构成和生物矿化进程。凭借各种原位技能，尤其是原位成像技能（包含AFM、TEM、SEM等），许多研讨报导了一般大气压下矿藏碳酸盐化机制。但高压环境下二氧化碳转化成安稳的固体碳酸盐的机制仍未清楚。
为了更好地了解这一进程，近来美国西北太平洋国家试验室Xin Zhang等研讨人员运用自主研制的高压原子力显微镜来说明天然矿藏碳酸盐化机制。他们运用天然水镁石（brucite， Mg(OH)2）作为模型矿藏。原位高压AFM试验标明水镁石不与无水超临界二氧化碳产生化学反响进行碳酸盐化。可是，在触摸水饱满的超临界二氧化碳后，他们观察到水镁石敏捷溶解并随后构成无定形碳酸镁（AMC）中心相且终究转化成更为安稳的结晶相三水合碳酸镁矿藏nesquehonite （MgCO33H2O）。原位图画进一步显现 AMC 为三水合碳酸镁矿藏的成核供给了种子。矿藏结晶进程中，在化合物到达其终究的热力学有利状况之前遍及呈现不安稳的中心相，但它们对后续相的影响尚不清楚。这项研讨供给了一个直接依据，即无定形中心相经过引导产品微晶构成的方位影响随后的结晶成果。
除了了解二氧化碳封存进程中矿藏碳酸盐化机制，说明二价金属碳酸盐晶体的成核和成长机制关于了解生物地球化学进程（例如生物矿化）和改进工业使用（例如药物运送，动力存储等）也很重要。说明其无定形前体的作用是了解金属碳酸盐结晶的一个重要方面。在许多天然和组成体系的结晶进程中会呈现中心相，但它们对结晶成果的影响难以检测。该研讨标明，结晶成果与中心体之间有重要联络。（来历：科学网）
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