В результате исследований учёными созданы микроскопические конструкции, очищающие стоки АЭС и предприятий, занимающихся изготовлением радиоактивных изотопов от содержания урана.
Ядерная энергетика является одним из самых действенных методов производства электроэнергии. Ежегодно увеличивается число атомных электростанций, которые замещают ТЭЦ, работающие на угле. Тем не менее, у этой технологии существуют и недостатки. Одним из них являются радиоактивные отходы.
Деление ядер урана высвобождает энергию и создает смесь изотопов разных элементов. Спрессованную и хранимую эту смесь с течением времени радиоактивные элементы могут попадать в воду, а при аварии загрязняющая зона может распространиться на многие километры.
Теперь ученые разработалиМатериалы предназначены для захвата, отделения, удаления и извлечения радиоактивного урана из воды. Одним из наиболее перспективных современных подходов для создания таких структур является использование металлоорганических каркасов — соединений, способных удерживать различные атомы и вещества, в том числе радиоактивный уран, внутри своих пор.
Ученые решили добавить к молекуле МОК «микродвигатель» под названием ZIF-8 для улавливания радиоактивных загрязнений и удержания их внутри. Для создания микророботов разработали стержни ZIF-8, диаметр которых в 15 раз меньше человеческого волоса.
В структуру добавили атомы железа и наночастицы оксида железа для стабилизации и получения магнитных свойств. Каталитические наночастицы платины на одном конце каждого стержня преобразовывали перекись водорода в воду, выделяя пузырьки кислорода, которые двигали «микророботов» по течению. Такой механизм позволил наноструктурам преодолевать за секунду расстояние, превышающее их собственную длину в 60 раз.
В симуляции сточных вод микророботы за час удалили 96% урана. Ученые собрали наночастицы магнитом и выделили из них чистый уран. По мнению специалистов, такие наноструктуры могли бы помочь в будущем в устранении и переработке радиоактивных отходов.