De todos
los isótopos radiactivos dejados por las pruebas de armas nucleares y las
plantas de energía nuclear, cesio-137 es uno de los más peligrosos. El metal
suave, de color plateado tiene una vida media de 30 años, entra en el cuerpo
rápidamente, y puede desencadenar cáncer incluso décadas después de la
exposición. Extracción de cesio-137 del medio ambiente ha sido difícil, pero
los investigadores dicen que tienen un camino nuevo y prometedor para
eliminarlo: un sólido flexible, poroso que atrapa los iones de cesio muy
similar a un atrapamoscas de Venus atrapa a su presa.
El nuevo
material es parte de una clase de materiales formados por marcos esponjosos de
elementos inorgánicos. A través de los años, estos materiales han sido
utilizados para todo, desde catalizar reacciones químicas hasta la captura de
dióxido de carbono del aire. Mercouri Kanatzidis, químico de la Universidad
Northwestern en Evanston, Illinois, y su estudiante Nan Ding - ahora un
profesor asistente en la Universidad de Claflin en Orangeburg, Carolina del Sur
- están trabajando para crear uno de estos marcos inorgánicos, posiblemente uno
que podría ser utilizado para capturar los contaminantes ambientales.
Los
investigadores hicieron su marco de una mezcla de galio, estaño y azufre, que
forman hojas con agujeros. También agregaron iones dimetilamonio (DMA). Las
hojas apiladas una encima de otra con los agujeros corriendo hacia arriba y
hacia abajo a través del material y con los iones DMA entre las capas.
A juzgar
por el tamaño de los agujeros en el marco, Kanatzidis y Ding sospecharon que
los iones cesio-137 podrían ser capaces de moverse a través de los agujeros en
el corazón de los lugares sólidos e intercambiarse con los iones DMA, que, como
los iones cesio, son positivos. Pero al comprobar que sus sospechas eran
ciertas los investigadores se encontraron que cuando intentaron expulsar el
cesio con otros iones cargados, como el litio y el sodio, el cesio no intercambió
lugares como se esperaba y en su lugar quedó encerrado en el sólido.
Para
saber por qué, Kanatzidis y Ding tomaron una foto con rayos X de su material.
Ellos encontraron que cuando el cesio entra, no sólo desplaza el DMA, también
se une a un átomo de azufre en el enrejado. Esto causa que los agujeros del
enrejado se cierren, atrapando en el interior el cesio, un poco como un atrapamoscas
molecular de Venus. Otros estudios también demostraron que el material une de
forma preferente iones de cesio, incluso en presencia de metales alcalinos
químicamente similares. Esto sugiere que el material podría funcionar en un
entorno químicamente complejo, como que se encuentra en un sitio de limpieza
nuclear.
Se puede encontrar más información en:
http://news.sciencemag.org/sciencenow/2010/01/26-01.html?ref=hp
Venus Flytrap Material Captures Radioactive Waste
Robert F. Service, Science Magazine , 2010
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