Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

Графен очистит воду от радиации

Ключевые слова:  оксид графена, радиоактивные отходы

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

12 января 2013

Микроскопические частицы оксида графена легко растворяются в воде. Словно губка, они впитывают в себя радиоактивные вещества и комкуются. Впоследствии их можно извлечь из жидкости и утилизировать, например - сжечь. Такие свойства вещества обнаружили ученые-химики из России и США. Совместные эксперименты они проводят уже около двух лет.

Впервые графен получили ученые - выходцы из России – Андре Гейм и Константин Новоселов. В 2010-м за это открытие им была присуждена Нобелевская премия по физике. Но до конца свойства графена ещё не изучены. Частицы оксида графена для экспериментов синтезируются в лаборатории Университета Райса (группа проф. Тура) , а непосредственно опыты проводятся в Московском университете имени Ломоносова. Рассказывает один из авторов эксперимента профессор (ред.) Степан Калмыков:

"Российская команда делает все радиохимические эксперименты, связанные с извлечением радионуклидов из водных сред. Американские коллеги занимаются получением и исследованием свойств оксида графена. В Университете Райса нет возможности проводить те исследования, которые проводим мы. С другой стороны, они являются ведущими экспертами в области химических свойств таких наноуглеродных материалов. Надеемся существенно расширить список объектов, которые могут быть очищены с помощью этого материала, помимо загрязненных подземных вод и различных радиоактивных отходов".

По мнению российского ученого, такое свойство графена можно использовать в принципиально новой технологии очистки жидкостей, например в атомных электростанциях. Основные ее преимущества – простота и высокая эффективность. У этой технологии большое будущее, подчеркивает декан химического факультета академик (ред.) МГУ Валерий Лунин:

"Утилизация радиоактивных отходов – проблема 21-го века. Одна из фундаментальных и важных задач для экономики и науки. То, что предложил наш коллега в качестве одного из возможных подходов, может означать серьезный технологический прорыв. Мы специально провели международные курсы по новым подходам к утилизации отходов".

Оксид графена можно использовать для усовершенствования технологий по добыче редкоземельных металлов, а также сланцевых и традиционных углеводородов, отмечает Степан Калмыков:

"При добыче полезных ископаемых, в том числе редкоземельных элементов и углеводородов, на поверхность поступают воды, содержащие природные радионуклиды – изотопы урана и радия. Это серьезная проблема. С помощью оксида графена их можно очищать. А это влияет на экологическую ситуацию на территориях вокруг месторождений. Помимо радионуклидов, компонентов жидких радиоактивных отходов, он обладает высокой эффективностью при очистке от тяжелых металлов. Т.е. может использоваться в любых системах водоочистки".

Сейчас от стадии лабораторных исследований предстоит перейти к коммерциализации новой технологии. Российские ученые считают, что ее появление на рынке может значительно ускориться, если в этом будет задействован инновационный центр "Сколково". Также интерес к новой технологии может возникнуть у нефтедобывающих компаний.

-----------------

(ред) Статья Graphene oxide for effective radionuclide removal
Anna Yu. Romanchuk , Alexander S. Slesarev , Stepan N. Kalmykov , Dmitry V. Kosynkin and James M. Tour

опубликована в журнале Phys. Chem. Chem. Phys., 2013,
DOI: 10.1039/C2CP44593J




Комментарии
Владимир Владимирович, 12 января 2013 21:15 
Презабавнейше!
Да, нужны тысячи тонн оксида графена. Закачал в горизонт - и готово. Но работа интересная. Надо почитать статью.
Владимир Владимирович, 12 января 2013 22:38 
"Закачивать в горизонты" - это так по-сколковски
Антонов Алекс, 13 января 2013 00:18 
Петрик был первым! Оспорит же приоритет очередного петриковизма.
Да нет, графен в лабораторных масштабах - для пробного эксперимента - интересен. Тур и коллеги лажи не сотворили, не такие они люди, все нормально. Другое дело, что слова про Сколково всех раздражают по известным причинам. Но что уж тут поделать...
Шуваев Сергей Викторович, 13 января 2013 13:11 
Всех раздражает, но все туда пытаются пролезть хоть тушкой, хоть чучелом!
Как и в Израиль)
Палии Наталия Алексеевна, 13 января 2013 13:39 
слова про Сколково- в заметке про оксид графена были только на сайте "Голос России", а в остальных многочисленных переводах оригинальной заметки (да и в ней самой) с сайта Университета Райс Сколково не упоминалось
Не хочу показаться занудой, но, мне кажется, что GO не обладает какой-то селективностью по отношению к радионуклидам, а просто собрирует всё, что на нём может собироваться...
А сатья конечно замечательная!
Палии Наталия Алексеевна, 13 января 2013 17:07 
согласна, что оксид графена, скорее всего, "просто сорбирует все, что на нём может собираться"; но замечу, что графитовые стержни используют как замедлители нейтронов в ядерных реакторах, хотя соединения бора (нитрид бора) были бы эффективнее, поскольку бор поглощает нейтроны...хотя вряд ли экономически это было бы оправдано...
Gromolyot, 13 января 2013 20:20 
Замедлители и поглотители выполняют в ядерном реакторе различные функции. Там,где нужен бор - на нём не экономят.
Жень (Смирнов), по первой части твоего - комментария +100500,
по поводу замчательности статьи - что не верится в "effective radionuclide removal" без этой самой "челективности по отношению к радионуклидам", в которую уже в свою очередь не верится совершенно
Наталья Алексеевна, бор не может быть замедлителем нейтронов именно потому, что он их все поглощает. И останавливает цепную реакцию, для чего и используется.
Палии Наталия Алексеевна, 14 января 2013 12:45 
Александр Валерьевич, конечно, бор - поглотитель нейтронов (просто имелся ввиду другой 2D материал - нитрид бора - и в комментарии предложение написано через запятую).
Нитрид бора тоже прекрасно поглощает нейтроны.
"При добыче полезных ископаемых, в том числе редкоземельных элементов и углеводородов, на поверхность поступают воды, содержащие природные радионуклиды – изотопы урана и радия. Это серьезная проблема."

В серьезность проблемы с радиактивностью таких количеств урана - тож как-то не верится (период его полураспада вспомнили, да?). Проблемы с ураном, как с токсичным тяжелым элементом - м.б. А концентрации Ra там какие могут быть? Чтоб о них говорить как о "проблеме"? А для других членов соответствущего ряда? А Th (и его ряд)?
Хотя... Для Сколько-Во такая подача, вероятно, и правильна
Палии Наталия Алексеевна, 14 января 2013 12:56 
а для очистки воздуха, можно было бы использовать пенографит...
Мдя....
Очередной пример бесполезного "высоконаучного" исследования.
Бентонит сорбирует всего в 7 раз хуже, а стоит примерно в миллион раз меньше. Активированный уголь... Хоть окисленный или просто пропаренный под неполярщину? Статья недоступна, но если они используют неокисленный уголь - то это очень некорректное сравнение.
После просмотра статьи.
Какой уголь они использовали - непонятно. Написано granular activated carbon (Sigma-Aldrich)
А то что углей полным-полно и они самые разные - это сами догадывайтесь. Впрочем, вероятнее всего это всё-таки неполярный уголь, как наиболее частый в использовании (органиками).

Теперь о достижениях. На примере урана:
Концентрация урана
2.15*10-7 M for 233U(VI)

The concentration of the GO
suspension was 0.077 g L1 in 0.01 M NaClO4

То есть имеем избыток 30000 раз по молям или 1500 раз по массе.
На мой взгляд, древний и банальный КУ-2-8 будет намного эффективнее в удельно-массовом соотношении.

И последнее.
Приличные результаты по сорбции начинаются при рН... сопоставимых или выше рН полного осаждения гидроксидов соответствующих элементов. Может я читал невнимательно, но холостого опыта по ультрацентрифугированию растворов при соответствующих рН или использованию флокулянтов и последующему центрифугированию я не увидел.

Владимир Владимирович, 14 января 2013 22:33 
Палии Наталия Алексеевна, 25 января 2013 20:58 
насчет стоимости оксида графена, да и самого графена - имеется серьезная тенденция к снижению.
11 января, незадолго до открытия Australian Open, Новак Джокович, нынешняя первая ракетка продемонстрировал ракетку, сделанную с применением графена - стоимость ее не запредельная
Антонов Алекс, 14 января 2013 22:08 
Размер частиц activated carbon- 4-14 меш! Сравните с удельной поверхностью оксида графена, эвфемизм кислотного графита. Некорректно изначально.
Отличная разработка!
...Словно губка, они впитывают в себя радиоактивные вещества и комкуются. Впоследствии их можно извлечь из жидкости и утилизировать, например - сжечь... Как это - сжечь, и куда это уйдет?
Палии Наталия Алексеевна, 25 января 2013 20:36 
конечно, сжигать не надо. Скорее всего, в заметке не совсем точный перевод. На языке оригинала: "Tour said that capturing radionuclides does not make them less radioactive, just easier to handle. “Where you have huge pools of radioactive material, like at Fukushima, you add graphene oxide and get back a solid material from what were just ions in a solution,” he said. “Then you can skim it off and burn it" здесь - " сжигать в ядерном реакторе".
Спасибо за замечание
Антонов Алекс, 25 января 2013 20:55 
Я очень дико извиняюсь!
Но как человек, через руки которого прошли все ( повторяю- ВСЕ ) материалы HOPG, ВОПГ в стране, чуть не добавил в "Этой", не будет ли кто любезен проинформировать, что означает словосочетание:"В современных ВОПГ"!
По роду деятельности, отслеживаем всё новое ( тщательно забытое старое), но впервые после открытия "Графена", встречаем этакое!

P.S. Поверьте, пожалуйста, у нас с ооочень большим уважением относятся к Нашим! И особенно к Вашему сайту( или к вашему- Вам решать!) И как не ценят наших студентов- послушал о них, сравнил с моими ( ну почти) баранами-рррр!
Антонов Алекс, 25 января 2013 21:42 
Понял,княгиня Ягужинская!
Сооболезнования!

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Протонные супернити
Протонные супернити

На XXI Менделеевском съезде награждены выдающиеся ученые-химики
11 сентября 2019 года в Санкт-Петербурге на XXI Менделеевском съезде по общей и прикладной химии объявлены победители премии выдающимся российским ученым в области химии. Премия учреждена Российским химическим обществом им. Д.И.Менделеева совместно с компанией Elsevier с целью продвижения и популяризации науки, поощрения выдающихся ученых в области химии и наук о материалах.

Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых
Россия подала в ЮНЕСКО заявку на учреждение премии имени Менделеева для молодых ученых. Об этом премьер-министр РФ Дмитрий Медведев сообщил, открывая встречу с нобелевскими лауреатами, руководителями химических обществ, представителями международных и российских научных организаций.

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Синтез “перламутровых” нанокомпозитов с помощью бактерий. Оптомагнитный нейрон.Устойчивость азотных нанотрубок. Электронные характеристики допированных фуллереновых димеров.

Люди, создающие новые материалы: от поколения X до поколения Z
Е.В.Сидорова
Самые диковинные экспонаты научной выставки, организованной в Москве в честь Международного года Периодической таблицы химических элементов в феврале 2019 г., можно было рассмотреть только "вооруженным глазом»: Таблица Д.И.Менделеева размером 5.0 × 8.7 мкм и нанопортрет первооткрывателя периодического закона великолепно демонстрировали возможности динамической АСМ-литографии на сканирующем зондовом микроскопе. Миниатюрные произведения представили юные участники творческих конкурсов XII Всероссийкой олимпиады по нанотехнологиям, когда-то задуманной академиком Ю.Д.Третьяковым — основателем факультета наук о материалах (ФНМ) Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова. О том, как подобное взаимодействие со школьниками и студентами помогает сохранить своеобразие факультета и почему невозможно воплощать идею междисциплинарного естественнонаучного образования, относясь к обучению как к конвейеру, редактору журнала «Природа» рассказал заместитель декана ФНМ член-корреспондент РАН Е.А.Гудилин.

Как наночастицы применяются в медицине?
А. Звягин
В чем преимущества наночастиц? Как они помогают ученым в борьбе с раком? Биоинженер Андрей Звягин о наночастицах в химиотерапии, имиджинговых системах и борьбе с раком кожи.

Медицинская керамика: какими будут имплантаты будущего?
В.С. Комлев, Д. Распутина
Почему керамические изделия применяются в хирургии? Какие технологии используются для создания имплантатов? Материаловед Владимир Комлев о том, почему керамика используется в медицине, как на ее основе создаются имплантаты и какие перспективы у биоинженерии

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!

О наноолимпиаде замолвите слово...

Прошла XII Всероссийская олимпиада "Нанотехнологии - прорыв в Будущее!" Мы надеемся, что нам для улучшения организации последующих наноолимпиад поможет электронное анкетирование. Мы ждем Ваших замечаний, пожеланий, предложений. Спасибо заранее!

Опыт обучения в области нанотехнологического технопредпринимательства

В этом опросе мы просим поделиться опытом и Вашим отношением к нанотехнологическому технопредпринимательству и смежным областям. Заранее спасибо за Ваше неравнодушие!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.