Научници МГУ: Графен уклања радиоактивно загађење

Графен је супстанца која се састоји од чистог угљеника, с тим што су атоми повезани у правилним шестоугаоницима, слично као у графиту. Разлика је у томе што су атоми графена сложени само „у једном слоју“, тј. листић графена има дебљину само једног атома. Стога је графен веома лак: 1 квадратни метар тежи само 0,77 милиграма. Фотографија из слободних извора.

Графен је супстанца која се састоји од чистог угљеника, с тим што су атоми повезани у правилним шестоугаоницима, слично као у графиту. Разлика је у томе што су атоми графена сложени само „у једном слоју“, тј. листић графена има дебљину само једног атома. Стога је графен веома лак: 1 квадратни метар тежи само 0,77 милиграма. Фотографија из слободних извора.

Научници Московског државног универзитета „Ломоносов“ (МГУ) открили су својство графена које се може користити за чишћење терена од радијације и за експлоатацију ретких земних метала и уљног шкриљца.

Научници из лабораторија Московског државног универзитета „Ломоносов“ и Рајс универзитета (САД) открили су својство графена захваљујући коме он великом брзином може да извлачи радиоактивне материјале из водених раствора. То својство се може искористити приликом чишћења локалитета заражених радијацијом, као што је, на пример, „Фукушима“, а такође и за усавршавање технологије експлоатације ретких земних метала и добијања нафте и гаса из уљног шкриљца. Њихов научни рад је објављен у часопису Physical Chemistry Chemical Physics.

Експерименти су показали да микроскопски листићи оксида графена, истањени до дебљине једног атома, брзо везују радионуклиде различитог порекла и сабирају њихове појединачне јоне у чврста тела. Ти листићи се брзо растварају у води, при чему извлаче из ње радиоактивне материје и згрушавају се тако да их је лако издвојити, а затим на неки начин елиминисати.

По речима Џејмса Тура који је предводио тим са Рајс универзитета, то откриће може бити од огромне користи у чишћењу локалитета заражених радиоактивним материјалима, као што је, на пример, територија пострадале нуклеарне електране „Фукушима-1“.

Штавише, по Туровим речима, откриће може битно да смањи трошкове технологије такозваног „фракинга“, помоћу кога се данас гас и нафта добијају из шкриљца.

Чудесни материјал

Оксид графена је и иначе изванредан материјал. Он се појавио убрзо после самог графена и одмах се испоставило да му примена може бити врло разноврсна. Због тога није било изненађујуће ни ново својство оксида графена да чисти воду од радијације.

Међутим, изненађујућа је феноменална брзина којом се врши то чишћење, каже Степан Калмиков, шеф Лабораторије за дозиметрију и радиоактивну загађеност човекове средине Хемијског факултета МГУ.

Експерименти су показали да микроскопски листићи оксида графена, истањени до дебљине једног атома, брзо везују радионуклиде различитог порекла и сабирају њихове појединачне јоне у чврста тела.

Туров тим је синтетисао листиће оксида графена, а експерименти са њима вршени су у Калмиковљевој лабораторији. Научници су испитивали те листиће у растворима који садрже уран, плутонијум, а поред тога садрже и натријум и калцијум, јер ти елементи ометају апсорпцију. Међутим, и поред свих сметњи оксид графена се показао као далеко ефикаснији и бржи од сорбената (бентонита и гранулисаног активног угља) који се традиционално користе за чишћење од радијације. Радиоактивне примесе су се претварале у талог за само неколико минута.

По речима Џејмса Тура, идеја да се оксид графена користи за чишћење од радијације и да се у том правцу изврше одговарајући заједнички експерименти појавила се пре неколико година, када су се на једном научном скупу случајно срели његов асистент Александар Сљесарев и Ана Романчук, асистенткиња из Калмиковљеве лабораторије. Треба истаћи и то да су сви аутори поменутог чланка Руси, осим самог Џејмса Тура.

Један од главних праваца овог заједничког рада било је извлачење радиоактивних изотопа актиноида и лантаноида из раствора. Тих тридесет елемената Мендељејевљевог система елемената чине групу такозваних ретких земних метала (РЗМ). Експлоатација РЗМ је врло штетна по здравље због присуства радиоактивних изотопа у њиховим рудама и растворима, и зато је у САД, на пример, забрањена, јер не одговара еколошким стандардима, иако су ретки земни метали све неопходнији за електронику, нарочито за производњу мобилних телефона. У Кини не постоје такве еколошке забране, и то је један од битних разлога што Кина данас држи монопол у експлоатацији РЗМ.

Можда ће чишћење ретких земних метала моћи битно да ослаби тај монопол. Што се тиче „фракинга“ о коме је говорио Џејмс Тур, ту се такође ради о радионуклидима природног порекла. Током тог процеса смеса воде, песка и низа хемијских једињења под притиском се убацује у хоризонтално рударско окно. Под утицајем те смесе стварају се пукотине на унутрашњој површини окна, и када се затим смеса исисава напоље, заједно са њом из пукотина почиње да излази ослобођени гас или ослобођена нафта. Реч је о врло скупој и нееколошкој процедури чија се штетност између осталог мери и радионуклидима избаченим на површину заједно са водом. Та вода се, међутим, такође може чистити помоћу оксида графена.

Росијскаја газета. Сва права задржана.