Covellien

Het is raadzaam om covellien voorzichtig te hanteren om stofvorming te voorkomen en was daarna grondig je handen. Draag een stofmasker bij het snijden of polijsten van covellien om inademing van zware metaaldeeltjes te voorkomen. Bewaar covellien in een afgesloten container in een goed geventileerde ruimte, buiten het bereik van kinderen en huisdieren. Voor degenen die aan kristalheling doen, stop het nooit in je mond.

Het mineraal komt wijdverbreid voor in kopersulfide afzettingen. Het is een veel voorkomende omzetting van chalcopyriet (CuFeS2).

Covellite is wijdverbreid over de hele wereld, met een aanzienlijk aantal plaatsen in Centraal-Europa, China, Australië, het westen van de Verenigde Staten en Argentinië. Velen worden gevonden in de buurt van orogene gordels, waar orografische neerslag vaak een rol speelt bij verwering. Een voorbeeld van de vorming van primaire mineralen is in hydrothermale aderen op een diepte van 1150 m in Silver Bow County, Montana. Als secundair mineraal vormt covelliet zich ook als afdalend oppervlaktewater in de supergene verrijkingszone oxideert en zet covelliet opnieuw af op hypogene sulfiden (pyriet en chalcopyriet) op dezelfde plaats. Een ongebruikelijke verschijning van covelliet werd gevonden ter vervanging van organisch afval in de rode bedden van New Mexico. Nicola Covelli (1790-1829), de ontdekker van het mineraal, was een professor in de botanie en scheikunde, hoewel hij geïnteresseerd was in geologie en vulkanologie, met name de uitbarstingen van de Vesuvius. Zijn onderzoek naar de lava leidde tot de ontdekking van verschillende onbekende mineralen, waaronder covelliet.

Covellite behoort tot de binaire kopersulfidegroep, die de formule CuxSy heeft en een brede koper / zwavelverhouding kan hebben, van 1: 2 tot 2: 1 (Cu / S). Deze serie is echter zeker niet continu en het homogeniteitsbereik van covelliet CuS is smal. Materialen die rijk zijn aan zwavel CuSx waar x ~ 1.1 - 1.2 bestaan, maar ze vertonen "superstructures", een modulatie van het hexagonale grondvlak van de structuur die een aantal aangrenzende eenheidscellen overspant. Dit geeft aan dat een aantal van de speciale eigenschappen van covelliet het resultaat zijn van moleculaire structuur op dit niveau. Zoals beschreven voor kopermonosulfiden zoals pyriet, is de toekenning van formele oxidatietoestanden aan de atomen die covelliet vormen bedrieglijk. De formule lijkt misschien de beschrijving Cu, S te suggereren. In feite laat de atomaire structuur zien dat koper en zwavel elk twee verschillende geometrieën aannemen. Foto-elektronspectroscopie, magnetische en elektrische eigenschappen duiden echter allemaal op de afwezigheid van Cu (d) -ionen. In tegenstelling tot het oxide CuO is het materiaal geen magnetische halfgeleider maar een metalen geleider met zwak Pauli-paramagnetisme. Het mineraal wordt dus beter beschreven als bestaande uit Cu en S in plaats van Cu en S. In vergelijking met pyriet met een niet-gesloten schil van S-paring om S2 te vormen, worden er slechts 2/3 van de zwavelatomen vastgehouden. Het andere 1/3 blijft ongepaard en vormt samen met Cu-atomen hexagonale lagen die doen denken aan het boornitride (grafietstructuur). Een beschrijving Cu3SS2 lijkt dus geschikt met een gedelokaliseerd gat in de valentieband dat leidt tot metallische geleidbaarheid. Latere berekeningen van de bandstructuur geven echter aan dat het gat meer gelokaliseerd is op de zwavelparen dan op de ongepaarde zwavel. Dit betekent dat Cu3SS2 met een gemengde zwaveloxidatietoestand -2 en -1/2 geschikter is. Ondanks de uitgebreide formule van Cu3SS2 van onderzoekers in 1976 en 1993, hebben anderen variaties bedacht, zoals Cu4Cu2 (S2) 2S2.

Supergeleiders

Covelliet was de eerste geïdentificeerde natuurlijk voorkomende supergeleider. Het raamwerk van CuS ₃

/ CuS ₂

laat een elektronenoverschot toe dat supergeleiding tijdens bepaalde toestanden vergemakkelijkt, met een uitzonderlijk laag warmteverlies. De materiaalkunde is zich nu bewust van verschillende gunstige eigenschappen van covelliet en verschillende onderzoekers zijn van plan covelliet te synthetiseren. Gebruik van covelliet CuS-supergeleidingonderzoek is te zien in kathodes van lithiumbatterijen, ammoniumgassensoren en elektrische apparaten op zonne-energie met dunne metaalchalcogenide-films.

Lithium-ion batterijen

Onderzoek naar alternatief kathodemateriaal voor lithiumbatterijen onderzoekt vaak de complexe variaties in stoichiometrie en gelaagde tetraëderstructuur van kopersulfiden. Voordelen zijn onder meer beperkte toxiciteit en lage kosten. Van de hoge elektrische geleidbaarheid van covelliet (10−3 S cm − 1) en een hoge theoretische capaciteit (560 mAh g − 1) met vlakke ontladingscurves bij cyclisch versus Li + / Li is vastgesteld dat ze een cruciale rol spelen voor de capaciteit. De verscheidenheid aan formaties is ook een factor van de lage kosten. Problemen met cyclusstabiliteit en kinetiek hebben echter de voortgang van het gebruik van covelliet in reguliere lithiumbatterijen beperkt tot toekomstige ontwikkelingen in het onderzoek.

Nanostructuren

De elektronenmobiliteit en de dichtheid van vrije gaten maken covelliet tot een aantrekkelijke keuze voor nanoplaatjes en nanokristallen omdat ze de structuren het vermogen bieden om in grootte te variëren. Dit vermogen kan echter worden beperkt door de plaatachtige structuur die alle kopersulfiden bezitten. Experimenteel is bewezen dat de anisotrope elektrische geleidbaarheid groter is binnen de lagen (dwz loodrecht op de c-as). Onderzoekers hebben aangetoond dat covelliet nanoplatelets van ca. twee nm dik, met één eenheidscel en twee koperatomenlagen, en diameters rond 100 nm zijn ideale afmetingen voor elektrokatalysatoren in zuurstofreductiereacties (ORR). De basale vlakken ervaren preferentiële zuurstofadsorptie en een groter oppervlak vergemakkelijkt de elektronenoverdracht. Daarentegen zijn bij omgevingsomstandigheden nanoplaatjes met afmetingen van vier nm breed en groter dan 30 nm doorsnee experimenteel gesynthetiseerd met minder kosten en energie. Omgekeerd zijn gelokaliseerde oppervlakplasmonresonanties waargenomen in covelliet nanodeeltjes recentelijk in verband gebracht met de stoichiometrie-afhankelijke band gap-sleutel voor nanokristallen. Zo worden toekomstige chemische detectieapparaten, elektronica en andere instrumenten onderzocht met behulp van nanostructuren met covelliet CuS.

Covellite is wijdverbreid over de hele wereld, met een aanzienlijk aantal plaatsen in Centraal-Europa, China, Australië, het westen van de Verenigde Staten en Argentinië.

Covellien wordt beschouwd als een krachtige steen die het vermogen heeft om de fysieke en etherische werelden met elkaar te verbinden. Wanneer geplaatst over het Derde Oog chakra, geloven velen dat het helpt om lucide dromen mogelijk te maken en een persoon meer controle geeft over zijn eigen paranormale krachten. Het kan worden gebruikt met aardingsstenen om de gebruiker meer geaard te houden.