Эксперименты, которые проводили ученые-материаловеды из Университета Райса (Rice University) совместно с российскими химиками из МГУ, показали, что микроскопические, толщиной в один атом, хлопья оксида графена очень быстро связываются с радионуклидами и затем конденсируются в твердые и легко собираемые комки. Об этом открытии авторы сообщили в журнале Physical Chemistry Chemical Physics.
По словам руководителя исследования профессора Джима Тура (Jim Tour) из Университета Райса, уникальное свойство нового соединения (оксид графена был получен после того, как в 2004 году был открыт сам графен) поможет в очистке пораженных радиацией районов, подобных тому, где находится пострадавшая от землетрясения и цунами в 2011 году японская атомная станция Фукусима. Способность к поглощению радионуклидов оксидом графена была ожидаема, поскольку, как поясняет соавтор Тура, профессор МГУ, радиохимик Степан Калмыков (Stepan Kalmykov), благодаря большой площади поверхности крупиц этого вещества оно способно связывать токсины. Неожиданной оказалась скорость, с которой оксид графена связывает радионуклиды, отмечает российский ученый. “В вероятностном мире химических реакций, где вещество, присутствующее в низкой концентрации, редко сталкивается с чем-либо, что может вступить в реакцию, более вероятно, что “чудо” произойдет с оксидом графена, чем с куском бентонитовой глины”, — говорит эксперт по ядерной энергетике и восстановлению почв после радиационного заражения Стивен Уинстон (Steven Winston). Иными словами, “чем быстрее действует очиститель, тем лучше”, цитирует ученого Science Daily. В настоящее время в качестве сорбента для очистки жидких радиоактивных отходов используются бентонитовые глины.
Микрохлопья оксида графена, полученные группой из Университета Райса, тестировались в лаборатории дозиметрии и радиоактивности окружающей среды химфака МГУ. Группа Степана Калмыкова проводила эксперименты на растворах, содержащих уран, плутоний, а также натрий и кальций, которые препятствуют абсорбции. Несмотря на присутствие последних, оксид графена связывал радионуклиды намного эффективнее и быстрее, чем сорбенты, традиционно применяемые для очистки от радиоактивности (кроме бентонитовых глин используется также гранулированный активированный уголь). Оксид графена очищал экспериментальные образцы загрязненной радиоактивными веществами воды за считаные минуты и в широком диапазоне рН. Основной целью совместных исследований американских и российских ученых является извлечение из растворов радиоактивных изотопов актинидов и лантанидов. Эти элементы таблицы Менделеева представляют семейство так называемых редкоземельных металлов, потребность в которых возрастает с каждым годом в связи с использованием в электронике, в частности в мобильных телефонах. Однако добыча “редких земель” затруднена присутствием в их рудах и растворах радиоактивных изотопов. Так, например, в США извлечение редкоземельных металлов практически запрещено из-за несоответствия экологическим требованиям. Использование оксида графена может сделать этот процесс более безопасным без ущерба эффективности.
Нет комментариев